弹性模量：应力与弹性应变的比值
E e
变形模量：应力与总应变的比值
E0 p e 泊松比：岩石在轴向压力作用下，除产生纵向压缩外，
还会产生横向膨胀。这种横向应变与纵向应变的比值称 为泊松比，岩石的泊松比一般在0.2~0.4之间。
d L
岩石的强度指标
单轴抗压强度：岩石能承受的最大压应力，各种岩石
《工程地质学概论》
第二章 岩石与岩体的性质
岩石的物理性质 岩石的力学性质 岩体的结构特征 岩体的力学性质 岩体的工程分类
岩石的物理性质
单轴压缩变形过程：
岩 石 单 轴 压 缩 曲 线
岩石的物理性质
单轴压缩变形过程：
岩石力学试验机
岩石试件
破 坏 后 形 态
岩石的物理性质
单轴压缩变形过程：
抗压强度值差别很大，主要取决于岩石的结构和构造， 同时受矿物成分和岩石生成条件的影响。
c P A
抗剪强度：岩石抵抗剪切破坏的能力，以岩石被剪破
时的极限应力表示。坚 硬岩石因有牢固的结晶 或胶结联结，故其抗剪 断强度一般都比较高。
b tan c
岩石的强度指标
抗拉强度：岩石单向拉伸时抵抗拉断破坏的能力，以
结构面：岩体中的物质分异面、破裂面及软弱夹层等力
学不连续面。
结构体：岩体被结构面切割成的不同形状和大小的岩块 岩体的结构特征：岩体中结构面、结构体的形状、规
模、性质及其组合关系的特征。
岩体的结构特征
结构面的成因类型：原生结构面、构造结构面、次生
结构面
原生结构面：所有在成岩过程中形成的结构面
成因类型
度 d
sat
，天然密度 ，饱和密度 。
岩石的物理性质
孔隙性：岩石的空隙包括孔隙和裂隙，空隙性是岩石的
孔隙性和裂隙性的总称，可用空隙率、孔隙率、裂隙率 表示其发育程度。孔隙率（或称孔隙度）是指岩石中孔 隙（含裂隙）的体积与岩石总体积之比值。
n Vn 100% V
岩石孔隙率的大小，主要取决于岩石的结构 、构造， 同时也受风化作用、岩浆作用、构造运动及变质作用的 影响。由于岩石中孔隙、裂隙发育程度变化很大，其孔 隙率的变化也很大。
岩石的物理性质 岩石的力学性质 岩体的结构特征 岩体的力学性质 岩体的工程分类
岩体的结构特征
岩石与岩体：岩石是构成岩体的物质。岩体是由结构
面及结构体两个基本单元组成；岩石的物理力学性质和 水理性质取决于岩石的矿物成分，而岩体的物理力学性 质，既取决于结构面的力学性质，又取决于岩石的力学 性质。
拉断破坏时的最大张应力表示。抗拉强度是岩石力学性 质中的一个重要指标。
t
2Pt Dl
劈裂破坏
岩石的强度指标
抗拉强度：
直接拉伸
岩石的强度指标
三轴应力：
岩石的强度指标
三轴应力：
三轴试验机
岩石的强度指标
蠕变：岩石在大小和方向不变的外力作用下，变形量随
时间延续而不断增长的现象。
《工程地质学概论》
第二章 岩石与岩体的性质
失。软化性常以软化系数来表示，其等于岩石在饱水状
态下的极限抗压强度与岩石风干状态下极限抗压强度的
比值
KR
cw cd
岩石的物理性质
抗冻性：岩石孔隙、裂隙中存在的水结冰时体积膨胀，
产生较大的压力，使岩石的构造遭破坏。岩石冰冻作用
的能力，称为岩石的抗冻性。在高寒冰冻地区，抗冻性
是评价岩石工程地质性质的一个重要指标。
岩石的抗冻性，与岩石的饱水因数、软化因数有着
密切关系。一般用抗冻系数和质量损失率来表示其抗冻
性 抗冻系数
质量损失率
Rd
cd 2 cd1
100%
Km
ms1 ms2 ms1
100%
岩石的物理性质
热学性：
比热容：1克岩石物质的温度升高1oC所需要的热量，用
以表示岩石储存热量的能量。
Q c m1 2
热导率：沿热流传递的方向，单位长度上温度降低1oC
时单位时间内通过单位面积的热量，表示岩石导热能力
的大小
k Q
l
S
热扩散率：热导率除以岩石密度和比热容之积，表征
岩石在环境温度变化时本身温度变化的速度
k c
岩石的物理性质
化学性：根据SiO2的含量，岩石可分为：酸性岩石（大
于65%），中性岩石（52%～65%）；碱性岩石（小于 52%）
《工程地质学概论》
第二章 岩石与岩体的性质
岩石的物理性质 岩石的力学性质 岩体的结构特征 岩体的力学性质 岩体的工程分类
岩石的物理性质
密度： 岩石的密度是指单位体积内岩石的质量，又分
为颗粒密度和块体密度。颗粒密度s 是岩石固体相部分 的质量与其体积的比值。块体密度是指岩块单位体积的
质量，按岩石的含水状况不同．块体密度又可分为干密
地质类型
沉积 层面、层理、沉积间断面（不整合
原 结构面 面、假整合面）、原生软弱夹层
生
结
火成 流层、流线、火山岩流接触面，蚀
构 结构面 变带、挤压破碎带、原生节理
面
变的结构特征
结构面的成因类型：
构造结构面：指构造运动作用下产生的破裂面，或破
碎带，包括节理、劈理、断层、层间滑动。这类结构面 对岩体稳定性影响很大，大部分岩体工程的不稳定都受 这类构造结构面的控制。
压密阶段(OA)：在试验机 的压缩下岩石内部的微缺 陷逐步闭合 弹性阶段(AB)：岩石发生 线弹性变形 稳定破裂发展阶段(BC)：岩石内部的微裂纹逐步稳定的 发育、扩展。 不稳定破裂发展阶段(CD)：微破裂的发展出现质的变化 应变软化阶段(DE)：微裂纹汇合成宏观主裂纹而使岩石 发生整体破坏。
岩石变形指标
岩石的物理性质
透水性：是指岩石允许水通过的能力。透水性大小主要
取决于岩石中孔隙、裂隙的大小和连通情况，一般用渗 透系数K来表示。
岩石的物理性质
软化性：是指岩石在水的作用下，强度和稳定性降低的
性质。软化性主要取决于岩石的矿物成分和结构构造特
征。岩石中粘土矿物含量高、孔隙率大、吸水率高，则
易与水作用而软化，使其强度和稳定性大大降低甚至丧
岩石的物理性质
吸水性：岩石吸收水分的性能称为岩石的吸水性，常以
吸水率、饱水率两个指标来表示。
吸水率 wa：指在常压下岩石的吸水能力，以岩石所吸水
分的重力与干燥岩石重力之比的百分数表示，即
wa Gw Gs 100 %
饱水率 w p：在高压(15MPa)或真空条件下岩石的吸水能
力，仍以岩石所吸水分的重力与干燥岩石重力之比的百 分数表示。吸水率与岩石的孔隙数量、大小、开闭程度 和空间分布等因素有关。吸水率与饱水率的比值，称为 岩石的饱水因数，其大小与岩石的抗冻性有关。