0.2~0.5 0.3~5.0 0.3~4.0
砾岩 砂岩 页岩
0.8~10.0 1.6~28.0 0.4~10.0
石英片岩
绿泥石片 岩
千枚岩
0.7~3.0 0.8~2.1 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
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。
o
气
mw
水
V0
VV VW
ms
固
VS
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
Gs
Ws 岩石固体部分的重量 kN
Vs w
4°C时单位体
积水的重量 kN m3
岩石固体部
分的体积 m3
（3）颗粒密度(ρs)的测试方法：比重瓶法
岩石的天然密度。
按试 件含 水状 态分
干密度 105～110°C,烘24h 饱和密度 天然密度
d

ms V
sat

msat V
m
V
单位： g / cm3
岩石 容重
干容重 d 饱和容重 sat
天然容重
单位： kN m3
g
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
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
（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）。
常见岩石的颗粒密度与块体密度
岩石类型 花岗岩 闪长岩 辉绿岩 辉长岩 安山岩 玢岩 玄武岩 凝灰岩 砾岩 砂岩 石英岩
颗粒密度 （g/cm3）
2.50~2.84
块体密度 （g/cm3）
2.30~2.80
岩石类型 页岩
颗粒密度 （g/cm3）
2.81~2.96 2.71~2.86
2.67~2.71 2.40~2.66 泥质板岩 2.70~2.85 2.30~2.80
2.60~2.75 2.20~2.71
大理岩
2.80~2.85 2.60~2.70
2.53~2.84 2.40~2.80
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）
总空隙比（e）
no

VVO V
100%
nbΒιβλιοθήκη VVb V100%
e VV s 1 Vs d
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。
2.57~2.77
块体密度 （g/cm3）
2.30~2.77
2.60~3.10 2.52~2.96
灰岩
2.48~2.85 2.30~2.77
2.60~3.10 2.53~2.97
泥灰岩
2.70~2.80 2.10~2.70
2.70~3.20 2.55~2.98
白云岩
2.60~2.90 2.10~2.70
2.40~2.80 2.30~2.70
片麻岩
2.63~3.01 2.30~3.00
2.60~2.84 2.40~2.80 石英片岩 2.60~2.80 2.10~2.70
2.60~3.30 2.50~3.10 绿泥石片岩 2.80~2.90 2.10~2.85
2.56~2.78 2.29~2.50
千枚岩
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 辉绿岩 辉长岩
玄武岩 0.5~7.2 白云岩 0.3~25.0 石英岩 0.1~8.7