工程地质第二章.ppt

工程地质第二章
第1页，共41页，2022年，5月20日，4点1分，星期三
1、 岩石矿物颗粒间连结牢固；
岩石矿物颗粒间具有牢固的连结，这既是岩石的重要结构特征，也是岩石区别于土并赋予岩石以优良工程地质性质的主要原因义为饱水系数。它是评价岩石抗冻性的指标。一般来说，。饱水系数愈大，说明常压下吸水后留余的空间有限，岩石愈容易被冻胀破坏，因而岩石的抗冻性就差。
几种常见岩石的吸水性指标值列于表5—1、5-2中。
第8页，共41页，2022年，5月20日，4点1分，星期三
四、岩石的软化性
岩石浸水后强度降低的性质，称为软化性。岩石的软化性取决于它的矿物组成及空隙性。当岩石中含有较多的亲水性和可溶性矿物以及大开空隙较多时，则其软化性较强。
表征岩石软化性的指标是软化系数(ＫＲ)，为岩石饱水抗压强度(σCW)与干抗压强度(σCd)之比，即
ＫＲ＝σ CW ／σ Cd ×100％
显然，ＫＲ值愈小则岩石的软化性愈强。当岩石的人ＫＲ>，软化性弱；同时也可说明其抗冻性和抗风化能力强。
由表5—1可知：，说明岩石都具有不同程度的软化性。软化系数在水工建筑勘察中应用较广。
第9页，共41页，2022年，5月20日，4点1分，星期三
五、岩石的抗冻性

岩石抵抗冻融破坏的性质，称为岩石的抗冻性。岩石浸水后，当水的温度降至0℃以下时，空隙中的水将冻结体积增大(可达9％)，对岩石产生冻胀力，使其结构和连结遭到破坏。反复冻融后，将使岩石的强度降低。岩石的抗冻性常用抗冻系数和质量损失率两个指标表示。
抗冻系数(Rd)是指岩石冻融实验后干抗压强度(σcd2)与冻融前干抗压强度(σcd1)之比，以百分数表示，即
Rd=σcd2/σcd1×100％
第10页，共41页，2022年，5月20日，4点1分，星期三
质量损失率(Km)是指冻融前后岩样干质量之差(ms1-ms2)与冻融前干质量(ms1)之比，以百分率表示，
即 Km＝(ms1一ms2)／ms1×100％
实验时，要求先将试件浸水饱和，然后在-20℃温度下冷冻，冻后融化，融后再冻．如此反复冻融25次或更多。冻融次数可根据工程地区的气候条件决定。
岩石的抗冻性，主要取决于岩石中大开空隙的发育情况、亲水性和可溶性矿物的含量及矿物颗粒间的连结力。
第11页，共41页，2022年，5月20日，4点1分，星期三
六、岩石的透水性
岩石能被水透过的性质，称为岩石的透水性，用渗透系数表示．它的大小取决于空隙的数量、大小、方向及连通情况。
一般认为．水在岩石中的流动服从达西定律，因此可用达西渗透仪在室内测定完整岩石试件的渗透系数。某些岩石的渗透系数列于表5—3中。
第12页，共41页，2022年，5月20日，4点1分，星期三
在诸如深埋隧洞、地热利用，高寒地区工程建设及核废料处理方面，都有很重要的实际意义。在岩石的热学性质中,常用的是比热容、热导率和热扩散率等指标.
(一)岩石的比热容
岩石的比热容，是指1克岩石物质的温度升高1℃所需要的热量．用以表示岩石贮存热量的能力。质量为m的岩石温度由θ1升至θ2所需的热量△Q（J）为
△ Q＝c×m（θ1-θ2）
式中：c为比热容［J／kg·K］。
岩石的比热容在室内可采用差示扫描量热法（DSC法）测定。各种岩石的比热容列于表5—4中，由表可知，一般干燥岩石的比热容为762—／(J／kg·K )
七、岩石的热学性
第13页，共41页，2022年，5月20日，4点1分，星期三
(二)岩石的热导率
根据热力学第二定律，物体内的热通过热传导从高温点向低温点流动，其截面积为F的平面上热流量Q与温度梯度dq/dx (℃／cm)及流动时间成正比，即
Q＝－kFt（dθ／dx）
式中：k为热导率［W／(m·K)］，是一个与岩石介质性质和温度条件有关的物理量。在实际应用时，k可作为与温度无关的量，k的倒数为热阻率。
岩石的热导率可采用非稳定法在室内测定。表5—4给出了各种岩石的热导率。
(三)岩石的热扩散率
温度变化对岩石的影响程度取决于热扩散率。热扩散率高的岩石，对温度变化的反应快受影响的程度也大。热扩散率λ(cm2／s)可用热导率k、比热容c和密度ρ求得，即
λ＝k／（）
各种岩石的热扩散率列于表5—4中。
第14页，共41页，2022年，5月20日，4点1分，星期三
第三节　岩石的力学性质

岩石在外力作用下所表现的性质，称为岩石的力学性