岩石的主要物理性质和力学性质ppt课件.ppt
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1、 岩石的主要物理性质和力学性质岩石的主要物理性质和力学性质岩石的主要物理性质岩石的主要物理性质 岩石由固体,水,空气等三相组成。岩石由固体,水,空气等三相组成。 一、密度(一、密度()和重度)和重度()(): 单位体积的岩石的质量称为岩石的单位体积的岩石的质量称为岩石的密度密度。单位体积的岩石的。单位体积的岩石的重力称为岩石的重力称为岩石的重度重度。所谓单位体积就是包括孔隙体积在内的体。所谓单位体积就是包括孔隙体积在内的体积。积。 (g/cmg/cm3 3),),g(kNg(kN /m /m3 3) )岩石的密度可分为岩石的密度可分为天然密度天然密度、干密度干密度和和饱和密度饱和密度。相应地,
2、岩。相应地,岩石的重度可分为天然重度、干重度和饱和重度。石的重度可分为天然重度、干重度和饱和重度。VW 1 1、天然密度(、天然密度()和天然重度()和天然重度() 指指岩石岩石在在天然状态下的密度和重度。天然状态下的密度和重度。 VW (g/cm3)(kN /m3)g 式中:式中:WW天然状态下岩石试件的质量天然状态下岩石试件的质量(g(g;) ) V V岩石试件的体积岩石试件的体积(cm(cm3 3) ); gg重力加速度。重力加速度。 干密度是干密度是指岩石孔隙中的液体全部被蒸发后指岩石孔隙中的液体全部被蒸发后单位体积单位体积岩石的质量岩石的质量,相应的重度即为干重度。,相应的重度即为干
3、重度。 VWsd 2 2、干密度(、干密度(d d)和干重度)和干重度(d d ) )(g/cmg/cm3 3)(kN(kN /m /m3 3) )gdd 式中:式中:W Ws s岩石试件烘干后的质量岩石试件烘干后的质量(g)(g); VV岩石试件的体积岩石试件的体积(cm(cm3 3) ); gg重力加速度。重力加速度。 3 3、饱和密度(、饱和密度( )和饱和重度)和饱和重度(w w) )饱和密度就是饱水状态下岩石试件的密度。饱和密度就是饱水状态下岩石试件的密度。VWww 式中:式中:W WW W饱水状态下岩石试件的质量饱水状态下岩石试件的质量 (g)(g); VV岩石试件的体积岩石试件的
4、体积(cm(cm3 3) ); gg重力加速度。重力加速度。 gww (g/cm3)(kN /m3)二、比重二、比重()() 岩石的比重就是指岩石固体的质量与同体积水岩石的比重就是指岩石固体的质量与同体积水的质量之比值。岩石固体体积,就是指不包括孔隙的质量之比值。岩石固体体积,就是指不包括孔隙体积在内的体积。岩石的比重可在实验室进行测定,体积在内的体积。岩石的比重可在实验室进行测定,其计算公式为:其计算公式为: 式中:式中:岩石的比重;岩石的比重; W Ws s干燥岩石的质量干燥岩石的质量(g);(g); V Vs s岩石固体体积岩石固体体积(cm(cm3 3);); W 40C时水的密重。时
5、水的密重。 wssVW CVVVe/VVnV/三、岩石的孔隙性:反映裂隙发育程度的指标三、岩石的孔隙性:反映裂隙发育程度的指标(一)孔隙比(一)孔隙比V VV V孔隙体积(水银充填法求出)孔隙体积(水银充填法求出)(二)孔隙率(二)孔隙率V=VC+VV四、岩石的水理性质四、岩石的水理性质 岩石遇水后会引起某些物理、化学和力学性岩石遇水后会引起某些物理、化学和力学性质的改变,岩石的这种性质称为岩石的水理性。质的改变,岩石的这种性质称为岩石的水理性。1 1、岩石的吸水性岩石的吸水性 岩石吸收水分的性能称为岩石的吸水性,其岩石吸收水分的性能称为岩石的吸水性,其吸水量的大小取决吸水量的大小取决于于岩石
6、孔隙体积的大小及其密岩石孔隙体积的大小及其密闭程度。岩石的吸水性指标有闭程度。岩石的吸水性指标有吸水率吸水率、饱水率饱水率和和饱水系数饱水系数。(1 1)岩石吸水率)岩石吸水率(1 1) ): 是指岩石试件在标准大气压力下吸入水的重量是指岩石试件在标准大气压力下吸入水的重量W W11与岩石干重量与岩石干重量W Ws s之比。之比。 岩石的吸水率的大小,取决于岩石所含孔隙、裂隙岩石的吸水率的大小,取决于岩石所含孔隙、裂隙的数量、大小、开闭程度及其分布情况,并且还与试验的数量、大小、开闭程度及其分布情况,并且还与试验条件条件(整体和碎块,(整体和碎块,浸水时间浸水时间等)等)有关。有关。 %100
7、11 sWW(2 2)岩石的饱水率()岩石的饱水率(2 2) 岩石的饱水率指在岩石的饱水率指在高压(高压(150150个大气压)或真空个大气压)或真空条件下,岩石吸入水的重量条件下,岩石吸入水的重量W W22与岩石干重量与岩石干重量W Ws s之比,之比,即:即: %10022 sWW(3 3)岩石的饱水系数()岩石的饱水系数(K Ks s) 岩石吸水率与饱水率之比称为岩石的饱水系数,即岩石吸水率与饱水率之比称为岩石的饱水系数,即 21 sK 饱水系数反映了岩石中大开空隙和小开空隙的相对饱水系数反映了岩石中大开空隙和小开空隙的相对含量。饱水系数越大,岩石中的大开空隙越多,而小开含量。饱水系数越
8、大,岩石中的大开空隙越多,而小开空隙越少。空隙越少。 吸水性较大的岩石吸水后往往会产生膨胀,给井巷吸水性较大的岩石吸水后往往会产生膨胀,给井巷支护造成很大压力。支护造成很大压力。 五、五、 岩石的软化性岩石的软化性 岩石的软化性岩石的软化性是指岩石在饱水状态下其强度相对是指岩石在饱水状态下其强度相对于干燥状态下降低的性能,可用软化系数于干燥状态下降低的性能,可用软化系数表示表示。 软化系数软化系数指指岩石试样在饱水状态下的抗压强度岩石试样在饱水状态下的抗压强度cbcb与在干燥状态下的抗压强度与在干燥状态下的抗压强度c c之比,即之比,即ccbc 各类岩石的各类岩石的c c=0.45=0.450
9、.90.9之间。之间。c c 0.75, 0.75,岩石软化性弱、抗水、抗风化能力强;岩石软化性弱、抗水、抗风化能力强;c c 0.750.75,岩石的工程地质性质较差。,岩石的工程地质性质较差。六六、岩石的抗冻性、岩石的抗冻性 岩石的抗冻性是指岩石抵抗冻融破坏的性能,岩石的抗冻性是指岩石抵抗冻融破坏的性能,是评价岩石抗风化稳定性的重要指标。是评价岩石抗风化稳定性的重要指标。 岩石的抗冻性用抗冻系数岩石的抗冻性用抗冻系数C Cf f表示,指岩石试样在表示,指岩石试样在25250 0C C的温度期间内,反复降温、冻结、融解、升的温度期间内,反复降温、冻结、融解、升温,然后测量其抗压强度的下降值(
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