第四章岩石的工程地质性质 岩石和土都是矿物的集合体，是自然地质作用的 产物，并在地质作用下相互转化。 岩石与土之间，既存在多方面的共性和密切联系， 又有明显的不同。 一岩石与土相比，岩石经历了成岩作用，岩石中的颗粒 之间有较牢固的结晶连结或胶结连结。因而，大部分 新鲜岩石坚硬而致密，孔隙小而少，透水性弱，强度 高，不易变形和抗水性能好，具有良好的工程地质性 质。 也有些岩石（如粘土岩、泥灰岩、凝灰岩等）颗粒之 间的连接较弱、强度低、抗变形性能差，其工程地质 性质与土较接近
第四章岩石的工程地质性质 岩石和土都是矿物的集合体，是自然地质作用的 产物，并在地质作用下相互转化。 岩石与土之间，既存在多方面的共性和密切联系， 又有明显的不同。 – 岩石与土相比，岩石经历了成岩作用，岩石中的颗粒 之间有较牢固的结晶连结或胶结连结。因而，大部分 新鲜岩石坚硬而致密，孔隙小而少，透水性弱，强度 高，不易变形和抗水性能好，具有良好的工程地质性 质。 – 也有些岩石（如粘土岩、泥灰岩、凝灰岩等）颗粒之 间的连接较弱、强度低、抗变形性能差，其工程地质 性质与土较接近
第一节岩石的物理性质 1一、岩石的密度 口 岩石的密度是指单位体积岩石的质量，又分为颗粒密度和 块体密度。它是选择建筑材料、评价斜坡稳定性及确定围 岩压力等必需的计算指标。 岩石的颗粒密度()是岩石固体相部分的质量与固体相部分体积 的比值。其大小取决于组成岩石的矿物密度及其相对含量，如基 性、超基性岩石含密度大的矿物多，其颗粒密度较大，酸性岩石 相反，颗粒密度较小。 岩石的块体密度是指岩块单位体积质量。按岩石的含水状态不同， 块体密度又可分为干密度()、天然密度()和饱和密度()， 后两者又称为湿密度。岩石的块体密度除与矿物组成有关外，还 与岩石的空隙性及含水情况有关。但是，由于一般岩石的空隙很 少，其干密度与湿密度在数值上比较接近，通常用干密度表示块 体密度
第一节 岩石的物理性质 一、岩石的密度 岩石的密度是指单位体积岩石的质量，又分为颗粒密度和 块体密度。它是选择建筑材料、评价斜坡稳定性及确定围 岩压力等必需的计算指标。 – 岩石的颗粒密度（）是岩石固体相部分的质量与固体相部分体积 的比值。其大小取决于组成岩石的矿物密度及其相对含量，如基 性、超基性岩石含密度大的矿物多，其颗粒密度较大，酸性岩石 相反，颗粒密度较小。 – 岩石的块体密度是指岩块单位体积质量。按岩石的含水状态不同， 块体密度又可分为干密度（）、天然密度（）和饱和密度（）， 后两者又称为湿密度。岩石的块体密度除与矿物组成有关外，还 与岩石的空隙性及含水情况有关。但是，由于一般岩石的空隙很 少，其干密度与湿密度在数值上比较接近，通常用干密度表示块 体密度
二、岩石的空隙性 ■岩石的空隙性是指岩石孔隙性和裂隙性的统称，用空隙率 若石的空隙率是岩宕中空隙体积写岩宕总体积之比， 素含分复夏 ■岩石中的空隙有的与大气相通，称为开空隙； ■有的与大气不相通，称为闭空隙。 开空隙又有大小之分。因此， 可将岩石的空隙率分为总空 隙率、总开空隙率、大开空隙率、不开空隙率及闭空隙率 五种。设为若石体积，为空隙总体积；为总开空隙体积： 为大开空隙体积；为小开空隙体积；为闭空隙体积。则这 五种空隙率的计算公式分别为： 总空隙率：n= ×100%=a-P)×100% 设V为岩石体积，了，为空隙总体积； 总开空隙率：0=0×1O0% V,o为总开空隙体积： 大开空隙率：n。=之×100% 严。为大开空隙体积： 小开空隙率：1= 7t×100% V,为小开空隙体积： V为闭空隙体积。 闭空隙率：n。= 4-×100%
二、岩石的空隙性 岩石的空隙性是指岩石孔隙性和裂隙性的统称，用空隙率 表示。岩石的空隙率是岩石中空隙体积与岩石总体积之比， 用百分数表示。 岩石中的空隙有的与大气相通，称为开空隙； 有的与大气不相通，称为闭空隙。 开空隙又有大小之分。因此，可将岩石的空隙率分为总空 隙率、总开空隙率、大开空隙率、小开空隙率及闭空隙率 五种。设为岩石体积，为空隙总体积；为总开空隙体积； 为大开空隙体积；为小开空隙体积；为闭空隙体积。则这 五种空隙率的计算公式分别为：
三、岩石的吸水性 岩石中有裂隙和孔隙，所以岩石能吸水含水。岩石在一定试验条件下 的吸水性能称为吸水性，常用吸水率、饱和吸水率及饱水系数指标表 示。岩石的吸水性能不仅取决于岩石中空隙的数量，而且还与空隙的 大小、开闭程度和分布情况有关。 1.岩石的吸水率 1岩石吸水率是指岩石试件在一个大气压下自由吸入水的质量与 试件干质量之比，用百分数表示，即 4=L×109% VoDy , 岩石的吸水率()；自由吸入水的质量(m):试件干质量(m,):大开空隙率() ■2.岩石饱和吸水率 1岩石的饱和吸水率是指岩石试件在高压（一般为15MPa)或真 空条件下吸入水的质量与岩样干质量之比，用百分数表示， 02=2x1009% w=要=29 岩石饱和吸水率(2)吸入水的质量(m):岩样十质量(m,),总升空隙索()
三、岩石的吸水性 岩石中有裂隙和孔隙，所以岩石能吸水含水。岩石在一定试验条件下 的吸水性能称为吸水性，常用吸水率、饱和吸水率及饱水系数指标表 示。岩石的吸水性能不仅取决于岩石中空隙的数量，而且还与空隙的 大小、开闭程度和分布情况有关。 1.岩石的吸水率 岩石吸水率是指岩石试件在一个大气压下自由吸入水的质量与 试件干质量之比，用百分数表示，即 2.岩石饱和吸水率 岩石的饱和吸水率是指岩石试件在高压（一般为15MPa）或真 空条件下吸入水的质量与岩样干质量之比，用百分数表示
■3.饱水系数() ■岩石的吸水率与饱和吸水率之比，称为饱 水系数。饱水系数反映了岩石中大开空隙 与小开空隙的相对含量。饱水系数越大， 大开空隙的数量相对越多，而小开空隙相 对越少。它也是评价岩石抗冻性的指标
3.饱水系数（） 岩石的吸水率与饱和吸水率之比，称为饱 水系数。饱水系数反映了岩石中大开空隙 与小开空隙的相对含量。饱水系数越大， 大开空隙的数量相对越多，而小开空隙相 对越少。它也是评价岩石抗冻性的指标
岩石名称 吸水率(%) 饱和吸水率() 饱水系数 花岗岩 0.46 0.84 0.55 石英闪长岩 0.32 0.54 0.59 玄武岩 0.27 0.39 0.69 基性斑岩 0.35 0.42 0.83 云母片岩 0.13 1.31 0.10 砂 岩 7.01 11.99 0.60 石灰岩 0.09 0.25 0.36 白云质灰岩 0.74 0.92 0.80 几种岩石吸水性指标值
几种岩石吸水性指标值
四、岩石的软化性 岩石浸水后强度降低的性能，称为软化性。岩石遇水后， 的楔入作用和溶解作用使岩石内部连结减弱、强度降低， 赉 以一般岩石的湿抗压强度低于干抗压强度。堂石软化性主要 取决学它的物组成及空隙性。当若年含有较多的亲永性 和可溶性行物以及大弁空隙较多时，厕其软花性较强。 率镌蒙夏整丝健的葡标是软化系数，为岩石水抗压强度与 ca 软化系数(K,) 饱水抗：猫度(gea) ca 干抗压强度(ga) 软化系数越大，说明岩石浸水饱和后抗压强度降低的程度越 轻微。岩石的Kd>0.75时，软化性弱，不易软花，同时色 说明其抗冻性和抗风化能力强。软化系数在水工建筑勘察中 位用较
四、岩石的软化性 岩石浸水后强度降低的性能，称为软化性。岩石遇水后，水 的楔入作用和溶解作用使岩石内部连结减弱、强度降低，所 以一般岩石的湿抗压强度低于干抗压强度。岩石软化性主要 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，为岩石饱水抗压强度与 干抗压强度之比，即 软化系数越大，说明岩石浸水饱和后抗压强度降低的程度越 轻微。当岩石的Kd＞0.75时，软化性弱，不易软化，同时也 说明其抗冻性和抗风化能力强。软化系数在水工建筑勘察中 应用较广
某些岩石的软化系数值 岩石名称 软化系数 岩石名称 软化系数 岩石名称 软化系数 花岗岩 0.72-0.97 砾岩 0.50-0.96 片麻岩 0.75-0.97 闪 长岩 0.60-0.80 石英砂岩 0.65-0.97 石英片岩及角闪片岩 0.44-0.84 闪长玢岩 0.780.81 泥质砂岩、粉砂岩 0.210.75 云母片岩及绿泥石片岩 0.530.69 辉绿岩 0.33-0.90 泥 岩 0.40-0.60 干枚岩 0.67-0.96 流纹岩 0.75-0.95 页 岩 0.24-0.74 硅质板岩 0.75-0.79 安山岩 0.81-0.91 石灰岩 0.70-0.94 泥质板岩 0.39-0.52 玄武 岩 0.30-0.95 泥灰岩 0.440.54 石英岩 0.94一0.96 火山集块岩 0.60-0.80 火山角砾岩 0.57-0.95 安山凝灰集块岩 0.61-0.74 凝灰岩 0.52-0.86
某些岩石的软化系数值
五、岩石的透水性 ■岩石能使水在其中渗透流动的性能，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
五、岩石的透水性 岩石能使水在其中渗透流动的性能，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
某些岩石渗透系数值 岩石名称 空隙情况 渗透系数(cm/s) 较致密、微裂隙 1.1×102-9.5×10▣ 花岗岩 含微裂隙 1.1×10”-2.5×10m 微裂隙及部分粗裂隙 2.8×109-7×108 致密 3×10-2-6×100 石灰岩 微裂隙、孔隙 2×109-3×106 空隙较发育 9×105-3×10 致密 <101日 片麻岩 微裂隙 9×108-4×107 微裂隙发育 2×106-3×109 辉绿岩、玄武岩 致密 <10田 砂 较致密 101-2.5×100 岩 空隙发育 5.5×10 页 岩 微裂隙发育 2X100-8×109 片 岩 微裂隙发育 109-5×109 石英岩 微裂隙 1.2×100-1.8×100