第2章岩石物理性质试验

1、Hohai UniversityHohai University岩石力学(Rock Mechanics)岩土工程科学研究所岩土工程科学研究所孔纲强孔纲强2011年12月岩石含水率试验（重点）岩石含水率试验（重点）主主要要内内容容第二章 岩石物理性质试验Hohai UniversityHohai University岩石颗粒密度试验（重点）岩石颗粒密度试验（重点）岩石膨胀性试验岩石膨胀性试验（重点）（重点）岩石抗冻性试验（了解）岩石抗冻性试验（了解）岩石吸水性试验（重点）岩石吸水性试验（重点）岩石块体密度试验（重点）岩石块体密度试验（重点）岩石耐崩解性试验岩石耐崩解性试验（了解）（了解）Hoha

2、i UniversityHohai University第一节第一节 岩石含水率试验岩石含水率试验 岩石含水率在实验室采用烘干法测定，按式（岩石含水率在实验室采用烘干法测定，按式（2-1）计算：计算：00100%ddmmm（2-1） 岩石含水率反映了岩石在天然状态下的实际情况。岩石含水率反映了岩石在天然状态下的实际情况。 烘干标准对岩石试件天然含水率测定的影响比较明烘干标准对岩石试件天然含水率测定的影响比较明显。显。Hohai UniversityHohai University 岩石试件的烘干标准国内外有两种规定：岩石试件的烘干标准国内外有两种规定：1、时间控制，规定在指定的温度下烘干若干小

3、时；、时间控制，规定在指定的温度下烘干若干小时；2、称量控制，规定在指定温度下烘至恒量。、称量控制，规定在指定温度下烘至恒量。Hohai UniversityHohai University第二节第二节 岩石吸水性试验岩石吸水性试验 岩石的自然吸水率、饱和吸水率和岩石饱水系数分岩石的自然吸水率、饱和吸水率和岩石饱水系数分别按式（别按式（2-2）（）（2-4）计算：）计算： 100%adadmmm（2-2） 岩石吸水性采用自然吸水率、饱和吸水率和饱水系岩石吸水性采用自然吸水率、饱和吸水率和饱水系数等指标表示。数等指标表示。Hohai UniversityHohai University 100%

4、sdsdmmm（2-3）100%swak （2-4） 表表2-4反映了部分岩石的吸水率；反映了部分岩石的吸水率；Hohai UniversityHohai University Hohai UniversityHohai University 另外，岩石吸水时间对试验成果的影响不能忽略。另外，岩石吸水时间对试验成果的影响不能忽略。采用自由吸水进行吸水性试验时，规程规定吸水性试采用自由吸水进行吸水性试验时，规程规定吸水性试验浸水时间为试件全部被水淹没后验浸水时间为试件全部被水淹没后48h。采用真空饱和。采用真空饱和吸水性试验时，抽气时间不得少于吸水性试验时，抽气时间不得少于4h。采用煮沸饱和。采

5、用煮沸饱和吸水性试验时，煮沸时间不得少于吸水性试验时，煮沸时间不得少于6h。 岩石不同浸水时间吸水率、煮沸时间及抽气时间比岩石不同浸水时间吸水率、煮沸时间及抽气时间比较见表较见表2-6表表2-8。 岩石吸水率与饱和吸水率之间存在着一定差别，其岩石吸水率与饱和吸水率之间存在着一定差别，其差值取决于岩性和吸水方式，见表差值取决于岩性和吸水方式，见表2-10。Hohai UniversityHohai University Hohai UniversityHohai University Hohai UniversityHohai University Hohai UniversityHohai U

6、niversityHohai UniversityHohai University第三节第三节 岩石颗粒密度试验岩石颗粒密度试验 12dpwdmmmm（2-5） 岩石颗粒密度是岩石固相物质的质量与体积的比值，岩石颗粒密度是岩石固相物质的质量与体积的比值，采用比重瓶法采用比重瓶法 或水中称量法测定，分别按式（或水中称量法测定，分别按式（2-5）或）或式（式（2-6）计算。）计算。dpwdwmmm（2-6）Hohai UniversityHohai University 部分岩石的颗粒密度见表部分岩石的颗粒密度见表2-11；Hohai UniversityHohai University 岩石颗粒

7、密度试验方法可分为两种：比重瓶法和水岩石颗粒密度试验方法可分为两种：比重瓶法和水中称量法。中称量法。 表表2-18是比重瓶法与水中称量法试验成果比较。是比重瓶法与水中称量法试验成果比较。 影响岩石颗粒密度的因素有很多：影响岩石颗粒密度的因素有很多： （1）试件粒径大小；）试件粒径大小； （2）试件烘干时间；）试件烘干时间； （3）比重瓶大小。）比重瓶大小。Hohai UniversityHohai University Hohai UniversityHohai University第四节第四节 岩石块体密度试验岩石块体密度试验 00wswmmmsswswmmm（2-7） 岩石的块体密度是指单

8、位体积的岩石质量，水中称岩石的块体密度是指单位体积的岩石质量，水中称量法岩石块体密度按式（量法岩石块体密度按式（2-7）（）（2-9）计算：）计算：（2-8）ddwswmmm（2-9）Hohai UniversityHohai University 岩石的块体密度试验有量积法、水中称量法、密封岩石的块体密度试验有量积法、水中称量法、密封法三种：法三种： 1、量积法，适用于能制成规则试件的岩石；、量积法，适用于能制成规则试件的岩石； 2、水中称量法，适用于除遇水不崩解、不溶解和不、水中称量法，适用于除遇水不崩解、不溶解和不干缩湿胀的其他各类岩石。其优点有：（干缩湿胀的其他各类岩石。其优点有：（1

9、）对岩石试）对岩石试件的精度没有要求；（件的精度没有要求；（2）可连续测定岩石含水率、自）可连续测定岩石含水率、自然吸水率和饱和吸水率等指标。用水中称量法比较规然吸水率和饱和吸水率等指标。用水中称量法比较规则试件和不规则试件岩石块体密度成果见表则试件和不规则试件岩石块体密度成果见表2-20。 3、密封法，适用于不能用量积法或直接在水中称量、密封法，适用于不能用量积法或直接在水中称量进行试验的岩石；进行试验的岩石；Hohai UniversityHohai University Hohai UniversityHohai University第五节第五节 岩石膨胀性试验岩石膨胀性试验 岩石膨胀性

10、是指含亲水易膨胀的矿物（蒙托石类）岩石膨胀性是指含亲水易膨胀的矿物（蒙托石类）的岩石在水的作用下，吸收无定量的水分子，产生体的岩石在水的作用下，吸收无定量的水分子，产生体积膨胀的性质。积膨胀的性质。 表征岩石膨胀性的指标有岩石自由膨胀率、侧向约表征岩石膨胀性的指标有岩石自由膨胀率、侧向约束膨胀率和体积不变条件下膨胀压力。束膨胀率和体积不变条件下膨胀压力。Hohai UniversityHohai University 测定岩石膨胀压力的试验方法有平衡测定岩石膨胀压力的试验方法有平衡加压法、膨加压法、膨胀胀加压恢复法和加压加压恢复法和加压膨胀法三种试验方法。膨胀法三种试验方法。 岩石试件的含水率

11、对测试成果的影响尤为明显，这岩石试件的含水率对测试成果的影响尤为明显，这可以从表可以从表2-21看出。看出。 由于膨胀岩石具有活动能力很强、分子结构极不稳由于膨胀岩石具有活动能力很强、分子结构极不稳定和吸水后很快发生膨胀变形的特点，因此对岩石膨定和吸水后很快发生膨胀变形的特点，因此对岩石膨胀特性稳定时间规定了观测标准和时间，见表胀特性稳定时间规定了观测标准和时间，见表2-22。Hohai UniversityHohai UniversityHohai UniversityHohai UniversityHohai UniversityHohai University第六节第六节 岩石耐崩解性试

12、验岩石耐崩解性试验 岩石的耐崩解性是指岩石在干湿交替作用下抵抗崩岩石的耐崩解性是指岩石在干湿交替作用下抵抗崩解的能力，通常以耐崩解性指数解的能力，通常以耐崩解性指数 表示，表示， 按式（按式（2-10）计算：）计算：（2-10）100%rddmImIdId 胶结较好的岩石，往往需要胶结较好的岩石，往往需要2次以上的循环才能满次以上的循环才能满足，规定用第二次循环的崩解指数来表示，见表足，规定用第二次循环的崩解指数来表示，见表2-23。Hohai UniversityHohai University Hohai UniversityHohai University 烘干标准有时间控制和称量控制两种，表烘干标准有时间控制和称量控制两种，表2-24是由是由实测资料用时间控制的例子。实测资料用时间控制的例子。Hohai UniversityHohai University第七节第七节 岩石抗冻性试验岩石抗冻性试验fKfL 岩石抗冻性是指岩石抵抗冻融破坏的性能，以冻融岩石抗冻性是指岩石抵抗冻融破坏的性能，以冻融质量损失率质量损失率 和冻融系数和冻融系数 表示分别按式（表示分别按式（2-11）和式（和式（2-12）计算：）计算：（2-11）100%s