高等岩石力学-岩石力学实验

蜡封法适于不能用量积法或水中称重法测定密度的岩石。
首先选取有代表性岩样在105—110℃温度下烘干24小时。
取出，系上细线，称岩样质量（gs），持线将岩样缓缓浸入刚
过熔点的蜡液中，浸后立即提出，检查试样周围的蜡膜，若
有气泡应用针刺破，再用蜡液补平，冷却后称蜡封岩样的质
量（g1），然后将蜡封岩样浸没于纯水中称其质量（g2），则
岩石试件的重力与体积之比，即单位 体积岩石产生的重力(KN/m3 )。
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岩石密度实验
(1)、天然密度
岩石在天然条件下，单位体积的质量
W/V (g/cm3)
W:岩石试件总质量 V:试件总体积
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岩石密度实验
(2)、饱和密度 w
岩石中的孔隙都被水填充时单位体积
的质量
wm s V V VW
(g/cm 3)
V V :孔隙体积
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岩石密度实验
(3)、干密度 d 岩石孔隙中的液体全部被蒸发，试件
中仅有固相和气相的状态下，单位体积的 质量
dm s/V (g/cm 3)
密度测定法：量积法；水中称重法；蜡封法。
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岩石密度实验
岩石密度测定方法一：量积法
凡能制备成规则试样的岩石均宜采用量积法测定其密度。
之比的百分数
m w/m dr %
m w :孔隙中含水的质量
含水量较为常用，有天然含水量、饱和含水量等。
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岩石吸水率实验
3、吸水率（自然吸水率）a
烘干岩石自由浸水48小时后吸入水的质量 与固相质量之比的百分数
a
m0 mdr mdr
(%)
m0—烘干岩石浸水48小时后的质量
岩石吸水率的大小取决于岩石中孔隙的多少及其连 通情况，岩石的吸水率愈大，表明岩石中的孔隙大， 数量多，并且连通性好，岩石的力学性质差。
1993
高等岩石力学
一、岩石物理性质实验
高等岩石力学
岩石物理性质
mms mw
mw
water
ms
VVs VwVv
Vv Vw
gas
Vs
mass
岩石含：固相、液相、气相。 三相比例不同而密度不同。
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岩石比重实验
1.比重 G s
岩石的比重是岩石固体部分的质量和4℃时同 体积纯水质量的比值（颗粒密度：岩石固相的质量与
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二、岩石水理性质实验
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岩石含水量实验
岩石与水相互作用时所表现的性质称为岩石的 水理性。包括岩石的吸水性、透水性、软化性和 抗冻性。
1、含水量W 岩石孔隙中含水的质量与岩石总质
量之比的百分数
wm w/m %
m w :孔隙中含水的质量
高等岩石力学
岩石含水量实验
2、含水率ω 岩石孔隙中含水的质量与固相质量
高等岩石力学
Adwanced Rock Mechanics
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岩石力学实验
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岩石力学实验研究对象
岩体?
岩石?
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岩石力学实验研究标准
试验标准 1、工程岩体试验方法标准GB/T 50266-99 2、公路工程岩石试验规程 JTG E41-2005 3、水电工程岩石试验规程 DL/T5368-2007 4、 铁路工程岩石试验规程TB10115-98 5、岩石试验规程（ 冶金行业标准）YBJ 46-
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岩石吸水率实验
4、饱水率（饱和或强制吸水率）sa
烘干岩石经高压、煮沸或真空抽气饱和后 吸入水的质量与试件固体的质量之比的百分数 。
sa
msa mdr mdr
%
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岩石吸水率实验
4、饱水系数kW
岩石饱水系数是指岩石吸水率与饱水率 的比值，以百分率表示。
kw/sa %
在高压条件下，通常认为水能进入岩石中所有 张开的孔隙和裂隙中，国外采用高压设备，测定 岩石的饱和吸水率；国内常用真空抽气法或沸煮 法测定饱和吸水率。饱水率反映岩石中总的张开 型孔隙和裂隙的发育程度，对岩石的抗冻性和抗 风化能力具有较大影响．
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岩石比重实验
比重瓶
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岩石比重实验
Gs
m1
ms ms
m2
0
m1—瓶和装满的试液质量 ms—岩粉质量 m2—瓶、试液、岩粉质量 γ0—试验温度下试液的密度
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岩石密度实验
2.岩石的密度 岩石试件的质量与体积之比，即单位
体积的岩石质量(T/m3 、 g/cm3 )。 岩石的重度
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岩石渗透系数实验
5、岩石的渗透性 岩石在一定的水压力作用下，水穿透岩石的能力。 水只能沿连通孔隙渗透，岩石透水的大小可用渗透 系数衡量，它主要决定于岩石孔隙的大小、方向及 其相互连通情况。
qxKd dh xAkiA cm 3/s
q x :沿x方向水的流量 h :水头的高度 A :垂直x方向的截面面积 K :岩石的渗透系数(cm/s)
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岩石密度实验
岩石密度测定方法二：水中称重法
首先称量不规则岩样的质量（gs），再浸入水 中称其质量（gw） ，根据阿基米德原理计算出 不规则岩样的体积（V），即可计算出岩样密 度（γ）。
遇水崩解、溶解和干缩湿胀的岩石不能用此 法测其密度。
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岩石密度实验
岩石密度测定方法三：蜡封法
量积法测定岩石密度时，需测定规则试样的平均断面积A，
平均高度h以及试样的质量W，可得岩石的密度。
当试样在105℃一110℃温度下烘干24小时称重，可测定岩石
的干密度（γd）：
d
gs Ah
式中，γd为岩石的干密度（g／cm3）；gs为被测岩样在 105℃一110℃的温度下烘干24 小时的质量（g）；A为被测 岩样的平均断面积（cm2）；h为被测岩样平均高度（cm）。
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岩石渗透系数实验
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岩石软化性实验
6、岩石的软化性η
固相体积之比。它不包括孔隙在内，因此其大小仅取决 于组成岩石的矿物密度及其含量）
Gs W s/Vsw
W s :岩石固相的质量
V s :固相的体积 w :4℃水的密度
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岩石比重实验
试验方法:
比重瓶法
步骤: 粉碎
0.25mm 105-110 ℃
过筛 烘干
50g
称重
放入比重瓶
排气 读数(计算)
岩石的干密度（γd）为
d
：
g1
g2
gs
g1
gs
w
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n
式中，γn为蜡的密度。
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岩石孔隙性实验
天然岩石中包含着数量不等、成因各异的孔隙和 裂隙，是岩石的重要结构待征之一，通称为岩石的 孔隙性。
孔隙率 n：孔隙的体积与总体积的比值
nVv /V
孔隙比 e：孔隙的体积与固体的体积之比
eVv /Vs