第一节-岩石的物理性质

第五章岩块的物理、水理性质第一节岩石的物理性质岩石和土一样，也是由固体、液体和气体三相组成的。岩石的物理性质是指岩石由于三相组成的相对比例关系不同所表现的物理状态。msmwo水气V0VWVSVV固一、岩石的密度1、颗粒密度(ρs)（1）定义：颗粒密度是指岩石固体相部分的质量与其体积的比值。颗粒密度不包括空隙在内，因此其大小仅取决于组成岩石的矿物密度及其含量。一般为2.5～3.2g／cm3之间。（2）计算公式：式中：ms——岩石的固体部分的质量（g）；Vs——固体体积（cm3）。岩石的比重(相对密度)(Gs)岩石固体部分的重量和4°C时与同体积纯水重量的比值。无单位ssswWGV岩石固体部分的体积3m岩石固体部分的重量kN4°C时单位体积水的重量3kNm（3）颗粒密度(ρs)的测试方法：比重瓶法2、块体密度（岩石密度）(ρ)（1）定义：块体密度是指岩石单位体积内的质量。（2）计算公式：式中：m——岩石的质量（g）；V——岩石的体积（cm3）。块体密度，不仅与矿物组成有关，还与岩石的空隙性及含水状态密切相关。按岩石试件的含水状态，又有干密度(ρd)、饱和密度(ρsat)和天然密度(ρ)之分，在未指明含水状态时一般是指岩石的天然密度。干密度饱和密度天然密度按试件含水状态分sdmVsatsatmVmV3/gcm单位：105～110°C,烘24h3kNm单位：干容重饱和容重天然容重dsat岩石容重g（3）测试方法：量积法（规则试样）、蜡封法、水中称量法（不规则试样）。容重是工程岩体稳定性分析计算及岩体压力计算的基本参数常见岩石的颗粒密度与块体密度岩石类型颗粒密度（g/cm3）块体密度（g/cm3）岩石类型颗粒密度（g/cm3）块体密度（g/cm3）花岗岩2.50~2.842.30~2.80页岩2.57~2.772.30~2.77闪长岩2.60~3.102.52~2.96灰岩2.48~2.852.30~2.77辉绿岩2.60~3.102.53~2.97泥灰岩2.70~2.802.10~2.70辉长岩2.70~3.202.55~2.98白云岩2.60~2.902.10~2.70安山岩2.40~2.802.30~2.70片麻岩2.63~3.012.30~3.00玢岩2.60~2.842.40~2.80石英片岩2.60~2.802.10~2.70玄武岩2.60~3.302.50~3.10绿泥石片岩2.80~2.902.10~2.85凝灰岩2.56~2.782.29~2.50千枚岩2.81~2.962.71~2.86砾岩2.67~2.712.40~2.66泥质板岩2.70~2.852.30~2.80砂岩2.60~2.752.20~2.71大理岩2.80~2.852.60~2.70石英岩2.53~2.842.40~2.80二、岩石的空隙性说明：•岩石是有较多缺陷的多晶材料，因此具有相对较多的孔隙。同时，由于岩石经受过多种地质作用，还发育有各种成因的裂隙，如原生裂隙、风化裂隙及构造裂隙等。所以，岩石的空隙性比土复杂得多，即除了孔隙外，还有裂隙存在。·岩石中的空隙有些部分往往是互不连通的，而且与大气也不相通。因此，岩石中的空隙有开型空隙和闭空隙之分，开型空隙按其开启程度又有大、小开型空隙之分。与此相对应，可把岩石的空隙率分为:总空隙率(n);总开空隙率(no);大开空隙率(nb);小开空隙率(na);闭空隙率(nc)。空隙率（n）总开空隙率（n0）大开空隙率（nb）小开空隙率（na）闭空隙率（nc）%100VVnVOo%100VVnVbb1dssVVVe总空隙比（e）说明：一般提到的岩石空隙率系指总空隙率。岩石的空隙性指标一般不能实测，只能通过密度与吸水性等指标换算求得，其计算方法将在水理性质一节中讨论。工程意义：是岩石物理性质的一个重要指标。对岩块和岩体的水理及力学性质影响很大。空隙率愈大→岩石中的孔隙和裂隙愈多→岩石的力学性质越差(岩石的强度愈小、塑性变形越大），渗透性愈大，抗风化能力愈差等。常见岩石的空隙率岩石类型空隙率（%）岩石类型空隙率（%）岩石类型空隙率（%）花岗岩0.4~0.5凝灰岩1.5~7.5片麻岩0.7~2.2闪长岩0.2~0.5砾岩0.8~10.0石英片岩0.7~3.0辉绿岩0.3~5.0砂岩1.6~28.0绿泥石片岩0.8~2.1辉长岩0.3~4.0页岩0.4~10.0千枚岩0.4~3.6安山岩1.1~4.5灰岩0.5~27.0泥质板岩0.1~0.5玢岩2.1~5.0泥灰岩1.0~10.0大理岩0.1~6.0玄武岩0.5~7.2白云岩0.3~25.0石英岩0.1~8.7