第二節(jié) 巖石的水理性質(zhì)

第二節(jié)巖石的水理性質(zhì)第1頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月3.表示巖石中含水程度的指標(biāo)表示巖石中水含量的指標(biāo)除含水量外，還有飽和度：飽和度——巖石孔隙中所含水的體積與孔隙體積的比值稱為飽和度，以百分?jǐn)?shù)表示。飽和度可以說明巖石孔隙中充水的程度。含水率的工程意義：巖石遇水強(qiáng)度有所降低，特別是含粘土礦物較多的巖石，遇水軟化，直接影響巖石的變形和強(qiáng)度性質(zhì)。第2頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月二、巖石的吸水性

定義：巖石在一定的試驗(yàn)條件下吸收水分的能力，稱為巖石的吸水性。1、吸水率(Wa)：是指巖石試件在大氣壓力和室溫條件下自由吸入水的質(zhì)量(mw1)與巖樣干質(zhì)量(ms)之比，用百分?jǐn)?shù)表示，即s第3頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月2、飽和吸水率(Wp)：是指巖石試件在高壓(一般壓力為15MPa)或真空條件下吸入水的質(zhì)量(mw2)與巖樣干質(zhì)量(ms)之比，用百分?jǐn)?shù)表示，即3、飽水系數(shù)：

巖石的吸水率(Wa

)與飽和吸水率(Wp)之比，稱為飽水系數(shù)。它反映了巖石中大、小開空隙的相對(duì)比例關(guān)系。

一般,飽水系數(shù)越大,大開空隙相對(duì)越多,而小開空隙越少,常壓下吸水后余留的空隙(小開空隙)越少,抗凍性越差。第4頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月幾種巖石的吸水率巖石類型吸水率（%）巖石類型吸水率（%）巖石類型吸水率（%）花崗巖0.1~4.0凝灰?guī)r0.5~7.5石英片巖0.1~0.3閃長(zhǎng)巖0.3~5.0礫巖0.3~2.4綠泥石片巖0.1~0.6輝綠巖0.8~5.0砂巖0.2~9.0千枚巖0.5~1.8輝長(zhǎng)巖0.5~4.0頁巖0.5~3.2泥質(zhì)板巖0.1~0.3安山巖0.3~4.5灰?guī)r0.1~4.5大理巖0.1~1.0玢巖0.4~1.7泥灰?guī)r0.5~3.0石英巖0.1~1.5玄武巖0.3~2.8白云巖0.1~3.0片麻巖0.1~0.7第5頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月幾種巖石的吸水性指標(biāo)值巖石名稱吸水率（%）飽和吸水率（%）飽水系數(shù)花崗巖0.460.840.55石英閃長(zhǎng)巖0.320.540.59玄武巖0.270.390.69基性斑巖0.350.420.83云母片巖0.131.310.10砂巖7.0111.990.60石灰?guī)r0.090.250.36白云質(zhì)灰?guī)r0.740.920.80第6頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月三、巖石的軟化性

1、定義：巖石浸水飽和后強(qiáng)度降低的性質(zhì)，稱為軟化性，通常用軟化系數(shù)表示。2、軟化系數(shù)(KR)：巖石試件的飽和抗壓強(qiáng)度(σcw)與干抗壓強(qiáng)度(σc)的比值。

巖石中含有較多的親水性和可溶性礦物，大開空隙較多時(shí)，巖石的軟化性較強(qiáng)，軟化系數(shù)較小。

KR＞0.75，巖石的軟化性弱，工程地質(zhì)性質(zhì)較好。

KR＜0.75，巖石軟化性較強(qiáng)，工程地質(zhì)性質(zhì)較差。

第7頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月常見巖石的軟化系數(shù)巖石類型軟化系數(shù)（%）巖石類型軟化系數(shù)（%）巖石類型軟化系數(shù)（%）花崗巖0.72~0.97凝灰?guī)r0.52~0.86片麻巖0.75~0.97閃長(zhǎng)巖0.60~0.80礫巖0.50~0.96石英片巖0.44~0.84輝綠巖0.33~0.90砂巖0.65~0.97綠泥石片巖0.53~0.69安山巖0.81~0.91頁巖0.24~0.74

千枚巖0.67~0.96玢巖0.78~0.81灰?guī)r0.70~094泥質(zhì)板巖0.39~0.52

玄武巖0.3~0.95泥灰?guī)r0.44~0.54石英巖0.94~0.96

第8頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月工程意義：

巖石的軟化系數(shù)愈小，說明巖石吸水飽和后其抗壓強(qiáng)度降低的越多,巖石軟化性愈強(qiáng)。如粘土巖和泥質(zhì)膠結(jié)的巖石，其KR一般為0.4～0.6。對(duì)水下建筑影響大。

另外，軟化系數(shù)是評(píng)價(jià)巖石力學(xué)性質(zhì)的一個(gè)重要物理性質(zhì)指標(biāo)。第9頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月四、巖石的抗凍性

巖石抵抗凍融破壞的能力，稱為抗凍性。1、抗凍系數(shù)(Rd)：巖石試件經(jīng)反復(fù)凍融后的干抗壓強(qiáng)度(σc2)與凍融前干抗壓強(qiáng)度(σc1)之比，用百分?jǐn)?shù)表示

2、質(zhì)量損失率(Km)：凍融試驗(yàn)前后干質(zhì)量之差(ms1－ms2)與試驗(yàn)前干質(zhì)量(ms1)之比，以百分?jǐn)?shù)表示:

Rd＞75％，Km＜2％抗凍性高。

一般，吸水率

Wa＜5％、軟化系數(shù)KR＞0.75，飽水系數(shù)小于0.8的巖石，抗凍性高。第10頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月五、巖石的透水性

在一定的水力梯度或壓力差作用下，巖石能被水透過的性質(zhì)，稱為透水性。常用滲透系數(shù)來表征。

一般認(rèn)為，水在巖石中的流動(dòng)，如同水在土中流動(dòng)一樣，也服從于線性滲流規(guī)律——達(dá)西定律，即:

U為滲透流速，cm/s；K為滲透系數(shù)，cm/s；J為水力梯度。滲透系數(shù)－－數(shù)值上等于水力梯度為1時(shí)的滲透流速，cm/s或m/d水力梯度滲透流速第11頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月滲透系數(shù)大小主要取決于巖石空隙的數(shù)量、大小、方向及其連通性等，水只能通過連通的空隙滲透。因此，裂隙巖體的滲透系數(shù)（透水性）遠(yuǎn)大于巖塊的滲透系數(shù)，第12頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月第13頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月六、巖石的膨脹性某些巖石遇水后具有膨脹性，特別是富含粘土礦物的粘土巖、頁巖等。巖石的膨脹性可用不同條件下的膨脹率和膨脹壓力等參數(shù)來反映。1.巖石的自由膨脹率——巖石試件在無任何約束條件下浸水后所產(chǎn)生的膨脹變形量與原試件尺寸的比值。軸向自由膨脹率：徑向自由膨脹率：浸水后巖石試件的軸向膨脹變形量浸水后巖石試件的徑向膨脹變形量試件試驗(yàn)前的高度試件試驗(yàn)前的直徑第14頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月2.巖石的側(cè)