§3.1 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。
o
气
定义：物理性质是指岩 石三相组成部分的相对比 mw
水
例关系不同所表现的物理
状态。
ms
固
一、岩石的密度
二、岩石的空隙性
V0
VV VW
VS
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一、岩石的密度（单位体积内的岩石质量）
1、颗粒密度(ρs)：岩石固体相部分的质量与体
空隙性对岩块及岩体力学性质的影响
1、一般来说，n愈大，岩块的的强度愈小、 塑性变形和渗透性愈大，反之愈小 2、空隙的存在易造成岩石风化，工程地质 性质恶化 3、对可溶性岩石，空隙使岩溶发育
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§3.2 岩石的水理性质
定义：岩石在水溶液作用下表现出来 的性质，称为水理性质。主要有：
1.吸水性 2.软化性 3.抗冻性 4.透水性 5.膨胀性 6.崩解性
Wa＜5％、KR＞0.75和饱水系数小于0.8的岩石，其抗 冻性也相当高。
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四、岩，岩 石能被水透过的性质，称为透水性。
一般认为，水在岩石中的流动，如同水 在土中流动一样，也服从于线性渗流规 律——达西定律，即
U KJ
K：cm/s m/d
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颗粒密度(ρs)：岩石固体相部分的质量与体积的比值
ρs= ms/Vs
块体密度(ρ)：岩块单位体积的质量。
ρ= m/V
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常见岩石的物理性质指标值
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二、岩石的空隙性：岩石孔隙性与裂隙性的统称。
岩石的空隙
(裂隙、孔隙)
闭空隙 开空隙
大开空隙 小开空隙
总空隙率(n)
n Vv 100% (1 d ) 100%

dWa
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2.饱和吸水率
岩石的饱和吸水率(Wp)是指岩石试件在高压(一般压力
为15MPa)或真空条件下吸入水的质量(mw2)与岩样干质 量(ms)之比，用百分数表示，即
总开空隙率
3.饱水系数
Wp

mw2 ms
100%
n0
VV 0 V
100%
dWp w

dWp
岩石的吸水率(Wa)与饱和吸水率(Wp)之比，称为饱水系 数 。它反映了岩石中大、小开空隙的相对比例关系。饱 水系数大,大开空隙越多岩石愈易被冻坏，即抗冻性差
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几种岩石的吸水性指标值
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二、岩石的软化性
岩石浸水饱和后强度降低的性质，称为软化性，
软化系数(KR)为岩石试件的饱和 抗 压 强 度 (σcw) 与 干 抗 压 强 度 (σc)的比值，即
KR

cw c
岩石中含有较多的亲水性和可溶性矿物，且含 大开空隙较多时，岩石的软化性较强，软化系 数较小。（软化性与岩石矿物成分及空隙性有关）
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一、岩石的吸水性
定义：岩石在一定的试验条件下吸收水
分的能力，称为岩石的吸水性。
1.吸水率(Wa)：是指岩石试件在大气压力和室温
条件下自由吸入水的质量(mw1)与岩样干质量 (ms)之 比，用百分数表示，即
Wa

mw1 ms
100 %
大开空隙率
nb
VVb V
100%
dWa w
V
s
总开空隙率(no)
空 隙 大开空隙率(nb) 率 小开空隙率(na)
闭空隙率(nc)
n0
Vv0 V
100%
nb
Vvb 100% V
na
Vva V
100% n0
nb
nc
Vvc V
100% n n0
空隙比 e VV s 1
Vs d
第5页/共颗18粒页 体积
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第三章 岩石的物理、水理性质
1、岩石的物理性质
1)岩石的密度
颗粒密度(ρs) 块体密度(ρ、 ρd、 ρwt)
2)岩石的空隙性
空隙率(n 空隙比(e
n0 )
na
nb
nc )
2、岩石的水理性质
1).吸水性：吸水率(Wa)、饱和吸水率(Wp)、饱水系数 2).软化性：软化系数(KR) 3).抗冻性：抗冻系数(Rd)、质量损失率(Km) 4). 透水性：渗透系数(K )
抗 压 强 度 (σcd2) 与 冻 融 前 干 抗 压 强 度 (σcd1)
之比，用百分数表示，即
Rd

cd2 cd1
100 %
质量损失率(Km)是指冻融试验前后干质量之差(ms1-
ms2)与试验前干质量(ms1)之比，以百分数表示，
即
Km

ms1 ms2 ms1
100%
Rd＞75％，Km＜2％时，为抗冻性高的岩石；
渗透流速 渗透系数
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水力梯度
几种岩石的渗透系数值
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五、岩石的膨胀性
◆岩石浸水后体积增大的性质 ◆表述：
岩石的自由膨胀率 岩石的侧向约束膨胀率 岩石的膨胀压力
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六、岩石的崩解性
◆岩石与水相互作用时失去黏结性， 变成完全失去强度的松散物质
◆用耐崩解性指数表示
软化系数KR＞0.75时，岩石的软化性弱，同时 也说明岩石的抗冻性和抗风化能力强。而KR＜ 0.75的岩石则是软化性较强和工程地质性质较 差的岩石
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常见岩石的物理性质指标值
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三、岩石的抗冻性
岩石抵抗冻融破坏的能力，称为抗冻性。
抗冻系数(Rd)是指岩石试件经反复冻融后的干
积的比值。ρs= ms/Vs
2、块体密度(ρ)：岩块单位体积的质量。
按含水量的多少可分为：
o
气
mw
水
ms
固
V0
VV VW
VS
天然密度： ρ= m/V
干密度：ρd= ms/V 饱和密度:ρwt= mwt/V
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注意： （1）ρs与ρ的区别 (ρs>ρ) （2）ρs与ρ的单位 （g/cm3 KN/m3） （3）测试方法（ρs--比重瓶法；ρ --量积法)