软岩的物理力学性质
岩土体物理力学参数参考
50~150
24.23~28.81
100~250
破碎夹泥层Ⅰ(岩屑夹泥型)
<10
以碎块、岩屑为主，在碎块骨架间填有少量泥浆或次生泥质物，厚度常有变化
19.29~24.23
25-50
19.29~24.23
50~100
破碎夹泥层Ⅱ(泥夹岩屑型)
10~30
碎块岩屑间充填泥质物较多，呈泥包碎块状，有时上下层面附有断续的泥化层
3胶结或无充填的结构面抗剪断强度，应根据结构面的粗糙程度取大值或小值；
4当软弱夹层和断层有一定厚度时，应考虑充填物的影响。当厚度大于起伏差时，软弱层和断层应采用充填物的抗剪强度作为标注值；当厚度小于起伏差时，还应采用起伏差的最小爬坡角，提高充填物抗剪强度试验值作为标注值；
5当试件粘粒含量大于30%或有泥化镜面或粘土矿物以蒙脱石为主时，应采用流变强度作为标准值。
较软岩～软岩，结合一般
19～29
80～120
4
较坚硬～较软岩，结合差～结合很差；
软岩，结合差；软质岩的泥化面
13～19
8～50
5
较坚硬岩及全部软质岩，结合很差；
软质岩泥化层本身
<13
<50
——工程岩体分级标准(GB50218-94)
表5-14国内部分水电工程软弱结构面强度参数
结构面类型
结构面性状
抗剪强度
21.0
37.6
18.9
18.7
6.9
16°00′
永加线
褐红色含碎石粘土，碎石含量10～20％
21.10
20.35
8
18°00′
黄树岭滑坡
含碎石粘土
Hale Waihona Puke 1221°金钗湾南潜在滑移体
整理[物理]岩石、碎石土分类及其力学性质指标
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(一) 岩土工程地质分类按照GB 50007—2002《建筑地基基础设计规范》,作为建筑地基的岩土, 可分为岩石、碎石、砂土、粉土、黏性土和人工填土等。
1.岩石的分类岩石应为颗粒间牢固联结, 呈整体或具有节理裂隙的岩体。
岩石的分类有地质分类和工程分类。
地质分类主要根据岩石的成因, 矿物成分、结构构造和风化程度, 可用地质名称加风化程度表达, 如强风化花岗岩、微风化砂岩等。
岩石按成因的类型, 可分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩(水成岩) 和变质岩三大类。
工程分类主要根据岩体的工程性状加以分类。
地质分类是一种基本分类, 工程分类是在岩石分类的基础上进行的。
(1)根据岩石的成因, 岩石可分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩 (水成岩) 和变质岩三大类。
岩浆在向地表上升过程中, 由于热量散失逐渐经过分异等作用冷凝而成岩浆岩。
岩浆岩的分类见表Ⅰ-1。
表Ⅰ -1 岩浆岩的分类沉积岩是由岩石、矿物在内外力的作用下破碎成碎屑物质后,再经水流、风吹和冰川等的搬运、堆积在大陆低洼地带或海洋,再经胶结、压密等成岩作用而成的岩石。
沉积岩的分类见表Ⅰ-2。
表Ⅰ -2 沉积岩的分类变质岩是岩浆岩或沉积岩在高温、高压或其他因素作用下,经变质所形成的岩石。
变质岩的分类见表Ⅰ-3。
表Ⅰ -3 变质岩的分类(2)根据岩石的坚硬程度,岩石的分类见表Ⅰ-4。
表Ⅰ-4 岩石坚硬程度的划分(3)根据岩体完整程度的分类见表Ⅰ-5。
表Ⅰ -5 岩体完整程度划分注完整性指数为岩体纵波波速与岩块纵波波速之比的平方。
(4)根据岩体基本质量等级的分类见表Ⅰ-6。
表Ⅰ-6 岩体基本质量等级分类(5)根据风化程度,岩石的分类见表Ⅰ-7和表Ⅰ-8。
表Ⅰ -7 岩体风化带表Ⅰ-8 岩石按风化程度分类注 1.波速比Kv为风化岩石与新鲜岩石压缩波速度之比。
2.风化系数Kf为风化岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比。
3.花岗岩类岩石,可采用标准贯入试验划分,N≥50为强风化;50>N≥30为全风化; N<30为残积土。
滴水岩软岩隧道施工力学特性研究
滴水岩软岩隧道施工力学特性研究滴水岩软岩隧道施工力学特性研究随着经济的发展和城市化进程的加速，地下空间的需求与日俱增。
而滴水岩软岩隧道是现代城市地下交通网络的重要组成部分，其施工的安全和可靠性对于城市交通的顺畅运行至关重要。
本文将从滴水岩软岩隧道的施工力学特性出发，进行研究和讨论。
首先，滴水岩软岩隧道的施工力学特性受到多种因素的影响。
其中包括岩层的物理力学性质、水文地质情况、设计和施工方法等。
在施工过程中，岩体的强度、围岩的稳定性以及地下水的渗流会对隧道的施工和使用产生重要影响。
因此，在进行滴水岩软岩隧道施工前，必须对相关因素进行深入研究和分析。
其次，滴水岩软岩地层的力学特性需要进行准确的测试和评估。
在实际施工中，通过岩石采样和试验，可以获得岩石的力学性质参数，如抗压强度、弹性模量和泊松比等。
同时，还需要对岩体的断裂性质进行研究，包括裂隙类型、长度、宽度等信息。
这些测试数据对于选择合适的施工方法和合理的支护设计具有重要意义。
在滴水岩软岩隧道的施工过程中，需要考虑地下水的渗流问题。
地下水的渗流将直接影响隧道的稳定性和施工进度。
因此，需要对地下水的水位、压力和渗透性进行准确的测量和评估。
同时，还需要对地下水的水文地质特征进行深入研究，了解地下水的来源、流向和补给方式，为隧道施工提供科学的依据。
对于滴水岩软岩隧道的施工方法的选择，需要充分考虑地质条件和施工力学特性。
在滴水岩软岩地层中，通常采用管片和钢拱支护结构来增加隧道的稳定性。
此外，还可以采用喷射混凝土和岩体锚杆等支护措施，增加隧道的承载能力和抗震性能。
在施工过程中，还需要合理选择掘进方法和爆破方案，以减小对周围环境和建筑物的影响。
最后，滴水岩软岩隧道的施工力学特性研究对于隧道的长期使用和养护也具有重要意义。
隧道的使用阶段将受到地下水涌入、地震等外部因素的影响。
因此，需要对隧道的变形、稳定性和排水情况进行长期监测和评估，及时采取有效的维护措施，确保隧道的安全使用。
软岩变形特征
软岩变形特征引言软岩是指抗压强度低于10MPa的岩石，其变形特征常受到地质力学和岩石工程学的关注。
软岩地区的开发与利用往往面临着诸多挑战，因此对软岩变形特征的研究具有重要意义。
本文将对软岩变形特征进行全面、详细、完整且深入的探讨。
一、软岩的定义和分类1.1 软岩的定义软岩是指抗压强度低于10MPa的岩石，其主要由粉状物质、粘土矿物和腐殖质等组成。
软岩通常具有较高的含水量，容易发生变形和破坏。
1.2 软岩的分类软岩根据其物质成分和形成过程可以分为多种类型，包括粉砂岩、粘土岩、页岩等。
不同类型的软岩具有不同的物理特性和变形特征，对于岩石工程来说，了解不同类型软岩的特点十分重要。
二、软岩变形特征的表现形式2.1 塑性变形软岩在受到外界应力的作用下，往往表现出较大的塑性变形。
这主要是由于软岩中的粒子之间存在较大的空隙，使得岩石易于发生滑动和变形。
2.2 产状变形软岩在形成过程中常受到多种构造力学和地质力学的影响，导致其呈现出特殊的产状变形特征。
例如，软岩区域常常存在倾斜、抬升和褶皱等产状变形。
2.3 空隙变形由于软岩中存在较大的孔隙结构，岩石容易发生孔隙变形。
软岩中的孔隙变形主要包括孔隙的闭合和扩张，这对于岩石工程而言具有重要的影响。
2.4 水力变形软岩通常具有较高的含水量，因此水力变形是软岩变形的重要表现形式之一。
水力变形主要包括渗流和溶解作用，这会导致软岩的物理性质发生改变。
三、影响软岩变形特征的因素3.1 静力因素软岩的变形特征受到多种因素的综合影响，其中静力因素是主要影响因素之一。
软岩受到地层的压力、重力和地壳运动等作用，会发生不同程度的变形和破坏。
3.2 动力因素动力因素也对软岩的变形特征具有重要影响。
地震、爆炸等外界动力作用会引起软岩的震动和振动，导致软岩发生变形和破坏。
3.3 温度因素软岩的温度变化也会导致其变形特征发生改变。
软岩在高温下易于软化和流动，而在低温下则容易发生冻胀和开裂。
3.4 水力因素水力因素对于软岩的变形特征有着重要的影响。
最新岩块的物理力学性质PPT课件
(h/ D)
温度、湿度
含水量越高,强度越低;温度越高，强度越低。
端面条件端面效应
岩
块
的
变 形
层理结构强度各向异性
与
强
度
性
质
二、单轴抗拉强度σt
1.定义：单向拉伸条件下，岩块能承受的最大拉应力，简称抗拉 强度。
2.意义：衡量岩体力学性质的重要指标
岩
用来建立岩石强度判据，确定强度包络线
块
选择建筑石材不可缺少的参数
1~9 0.2~0.35
3)其他变形参数
岩
•剪切模量（Ｇ）
G E 2 (1 )
块 的
•拉梅常数（λ）
E
( 1 )( 1 2 )
变
形
•体积模量（ＫV)
E K V 3 (1 2 )
与
强
•弹性抗力系数（Ｋ） K E
度
(1 ) R o
性
质
3. 峰值后岩块的变形特征
塑性 大的 岩石
几种岩石的吸水性指标值
二、岩石的软化性
岩石浸水饱和后强度降低的性质
软化系数(KR)：岩石试件的饱和抗压强度(σcw)与干抗压 强度(σc)的比值
KR
cw c
岩石中含有较多亲水性和可溶性矿物，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）
KR＞0.75，岩石软化性弱，抗冻性和抗风化能力强； KR＜0.75，岩石软化性较强，工程地质性质较差。
块
的
变
形
与
强
度
性 质
三、岩石的蠕变性质
在外部条件不变的情况下，岩石的变形或应力随时间而变化
岩 的现象叫流变，主要包括蠕变、松弛。
岩土的物理力学性质参数
岩土的物理力学性质指标
岩土的物理力学性质指标应根据工程地质划分的扇形区及各区的边坡变形破坏特点，选取与之有关的试样进行力学试验，测定岩石及软弱夹层物理力学性质指标。
岩石及软弱夹层的物理性质指标详见表1至表7。
表1 部分岩石的容重
表2 部分岩石的孔隙率与吸水率
表3 不同成因粘土的有关物理力学性质指标（一）
表4 不同成因粘土的有关物理力学性质指标（二）
表5 几种土的渗透系数表
表6 土的平均物理、力学性质指标（一）
表7 土的平均物理、力学性质指标（二）
注：1.平均比重取：砂为2.65；轻亚粘土为2.70；亚粘土为2.71；粘土2.74。
2.粗砂与中砂的Eo值适用于不均系数Cu=3时，当Cu＞5时应按表中所列值减少2/3。
Cu为中间值时， Eo 值按内插法确定。
3.对于地基稳定计算，采用内摩擦角φ的计算值低于标准值2°。
岩石及软弱夹层的力学性质指标见表8至表25。
表8 岩石力学性质指标的经验数据（一）。
软岩分类——精选推荐
软岩分类进⼊软岩状态的洞室，其软岩种类是不同的，其强度特性、泥质含量、结构⾯特点及其塑性变形⼒学特点差异很⼤。
根据上述特性的差异及产⽣显着塑性变形的机理，软岩可分为四⼤类，即膨胀性软岩(也称低强度软岩)、⾼应⼒软岩、节理化软岩和复合型软岩，见表2-2。
表2-2 软岩分类2.3.2.1 膨胀性软岩的分级膨胀性软岩(Swelling Soft Rock，简称S型)，系指含有粘⼟⾼膨胀性矿物在较低应⼒⽔平(<25MPa)条件下即发⽣显着变形的低强度⼯程岩体。
例如，通常软岩定义中所列举的软弱、松散的岩体，膨胀、流变、强风化的岩体以及指标化定义中所述的抗压强度⼩于25MPa的岩体，均属低应⼒软岩的范畴。
产⽣塑性变形的机理是⽚架状粘⼟矿物发⽣滑移和膨胀。
在实际⼯程中，⼀般的地质特点是泥质岩类为主体的低强度⼯程岩体。
由于低应⼒软岩的显着特征是含有⼤量粘⼟矿物⽽具有膨胀性，因此，根据低应⼒软岩的膨胀性⼤⼩可以分为：强膨胀性软岩(⾃由膨胀变形>15%)、中膨胀性软岩(⾃由膨胀变形10%~15%)和弱膨胀性软岩(⾃由膨胀变形<10%)。
根据矿物组合特征和饱和吸⽔率两个指标可细分为三级，详见表2-3。
表2-3 膨胀性软岩分级2.3.2.2 ⾼应⼒软岩的分级⾼应⼒软岩(High Stressed Soft Rock，简称Ｈ型)，是指在较⾼应⼒⽔平(>25MPa)条件下才发⽣显着变形的中⾼强度的⼯程岩体。
这种软岩的强度⼀般⾼于25MPa，其地质特征是泥质成分较少，但有⼀定含量，砂质成分较多，如泥质粉砂岩、泥质砂岩等。
它们的⼯程特点是，在深度不⼤时，表现为硬岩的变形特征；当深度加⼤⾄⼀定深度以下，就表现为软岩的变形特性了。
其塑性变形机理是处于⾼应⼒⽔平时，岩⽯⾻架中的基质(粘⼟矿物)发⽣滑移和扩容，此后再接着发⽣缺陷或裂纹的扩容和滑移塑性变形。
根据⾼应⼒类型不同，⾼应⼒软岩可细分为⾃重⾼应⼒软岩和构造⾼应⼒软岩。
常用的岩石物理力学参数
灰 岩鲕状 2.770.0948.630.4石英砾岩 2.660.2830.2绢英千枚岩微风化 2.600.206530灰 岩含燧石结核 2.640.5639.830泥 岩 2.65 1.5433.430石英砂岩 2.28 4.6544.229.9 1.22灰 岩 2.6072.929.232.5粉砂岩泥 质 2.52 3.103329云母片麻岩弱风化49.428.2云母片麻岩 2.50 3.4245.328.1粘土岩砂 质 2.574227.9灰 岩泥 质 2.53 3.936527.8页 岩 2.61 2.753527.5砂 岩39.127.3 2.54角砾岩 2.43 3.7256.627.3闪长玢岩岩脉,弱风化 2.950.2454.926.80.78灰 岩薄层,条带5526.528.4芒硝岩 2.0126.410.2砂 岩弱风化 2.15 6.654126 4.6粉砂岩弱风化 2.59 1.9132.825.7角砾岩 2.46 3.354.625.6砂 岩弱风化 2.19 5.147.125.5细砂岩全风化 2.188.0148.125.1石英片岩含白云母,弱风化 2.1725.0 1.3灰 岩 2.6479.224.847.5砂 岩 2.28 2.6436.524.8花岗岩强风化 2.33 5.65402318.4角砾岩 2.580.834224灰页岩 2.61 2.342924油页岩 2.0915.526.1砂 岩强风化 2.22 5.658.223.9砂 岩钙质，弱风化 2.33 5.344423.5灰 岩 2.33 4.436.223.5灰 岩白云质,微风化 2.770.4143.723.3细砂岩泥 质 2.22 5.6542.723.1灰 岩泥 质 2.610.1473.823花岗岩强风化 2.33 5.65402318.4绿泥石片岩 2.740.693423粘土岩 2.58 2.913123页 岩砂 质 2.63 1.3537.222.7云母片岩弱风化 2.69 1.245.322.0白云岩灰 质 2.690.2564.621.9粉细砂岩新 鲜 2.1739.221.7 6.7安山岩凝灰质63.821.4粉砂岩灰黑色 2.81 1.3254.521.2水云母页岩 2.44 3.7629.921.317.8粉砂岩泥 质 2.52 3.1645.321灰 岩33.721砂 岩泥钙质 2.4175.220.9粘土岩砂 质 2.41 3.0620.5 1.82粘土岩砂 质 2.51 2.53819.6粘土岩砂 质 2.54 2.8431.619.6砂 岩泥 质 2.58 2.8181.319.3粘土岩砂 质 2.62 1.9834.519粘土岩砂 质 2.59 2.6443.118.6页 岩砂质微风化 2.51 3.9671.718.2粘土岩砂 质 2.56 2.1252.718白云岩泥 质 2.530.553518页 岩 2.5625.718页 岩3317.8板 岩风 化 2.55 2.7233.917.537.3页 岩砂 质 2.52 2.0863.517.3细砂岩钙 质 2.51 1.583617.3砂 岩弱风化 2.35 6.5045.517.28.2糜棱岩片 状 2.740.903117泥灰岩 2.48 2.3628.316.5 1.9粘土岩砂 质 2.5531.716.3片麻岩 2.48 2.8216.10.017粉砂岩泥 质 2.41 3.6546.115.9辉长辉绿岩强风化 2.705415.7砂 岩泥 质 2.57 1.4937.515.6页 岩 2.63 2.0321.415.5 1.1粉砂岩 2.41 3.3252.414.7粘土岩砂 质 2.54 2.725.214.6玄武岩软 弱 2.65 3.719.214.4细砂岩、泥岩互 层 2.670.7322.814.2砾 岩强风化 2.49 2.933614砂 岩变质,强风化 2.52 2.774713.919.8粘土岩 2.56 3.2545.913.9云母片岩全风化 2.65 1.8430.813.8细砂岩 2.72 1.9256.013.5细砂岩弱风化 2.26 4.1718.213.3泥 岩砂 质 2.42 4.3514.813.6粗砂岩砾 质 2.207.7838.412.9玢 岩 2.610.3815.912.5灰 岩 2.620.8123.212.3玄武岩节理发育,全风化 2.47 3.1741.112.1砾 岩砂 质 2.593412.1细砂岩 1.988.1915.311.6灰 岩薄层,风化 2.55 1.613011.2粘土岩 2.36 6.540.611.4砂页岩 2.6614.311.1绢英千枚岩薄片，微，风化 2.600.202510石英砾岩 2.58 1.0110.7泥灰岩 2.25 6.1617.310.621.5泥 岩 2.487.282810.6 6.5粉砂岩 2.6316.610.59.7绢英千枚岩薄片状，弱风化 2.900.27301010.0粘土岩 2.5331.69.9粉砂岩泥 质 2.31 4.5530.69.9页 岩 2.6026.39.8 2.66芒硝岩 2.309.2粘土岩 2.50 6.3634.98.7粘土岩 2.33 6.1616.28.6粘土岩砂 质 6.535.28.4砂 岩钙 质 2.6137.58.322.3粉砂岩 2.55 4.8142.88.3 1.21角砾岩 2.21 5.339.58.2云母片岩松软,全风化 2.53 2.58198.2砂 岩强风化 2.34 5.27178 6.45砂 岩条带状 2.3925.37.8大理岩16.97.6大理岩集块状 2.62 3.36437.6花岗闪长岩强风化 2.55 2.48397 5.39页 岩紫红色 2.257.620.6 6.7 1.85粉砂岩粘土质 2.35 3.1814.3 6.2 3.23玄武玢岩强风化 2.62 1.9213.1 5.9粘土岩 2.2714 5.7粘土岩砂 质 2.62 5.5 4.6绿泥石片岩弱风化 2.5714.6 5.3页 岩强风化 2.40 4.15 5.2砂 岩微风化 2.21 6.1414.5 5.1砂 岩变质,强风化 2.26 5.6818515.9粘土岩 2.51 1.945砂 岩集块状 2.44 5.0913.5 4.2粉砂岩 2.37 3.3214.14千枚岩强风化 2.25 4.9874石英砂岩 2.59 1.01 3.7粉砂岩泥 质 2.1410.2420.6 1.5 1.17芒硝岩 2.3524.929.6泥 岩紫红色 2.257.620.6页 岩 2.6520粘土岩 2.6920.710.3粘土岩 2.60 1.713.3芒硝岩 2.0812.6粘土岩 2.25 4.4页 岩全风化 2.41 4.3丰 满碧 口江 垭天升桥一级电站山西北引黄徐州铜山柳泉矿0.2970葫芦口岗南水库广元香水渡狮子滩龙 门紫坪铺升钟漫湾潘家口(杨叉子坝址隔河岩华东盐矿葫芦口水库万 安漫 湾0.4150小井沟水库云南、丰收河大寨电站1.093000黄 龙徐州铜山小井沟水库江西七星水库万 安陆 浑0.253900龙口矿区沱江水库升 钟偏窗子恒 山陕西王圪堵水库江 垭江西七星水库丹江口罗江口电站0.4044龙门(甘泽坡坝址)绿水河鲁布革陕西王圪堵水库0.886辽闹得海水库大藤峡鄂利川长顺电站1.0*120小什字*现场抗剪断马鞍山桃中铁矿三岔水库升钟四九滩电站东西关寨水库月江口上洞水库偏窗子六郎洞月江口普 定徐州铜山葫芦口安微冬至小什字水库陕西王圪堵水库黑龙潭丹江口龙口电站下洞水库河南长竹河水库太平湾丹江口万县威池水库0.682680*彭水*室内三轴值太平湾葫芦口水库以礼河二级天升桥一级柘 林江西大坳小什字水库绿水河石景山龙口灰坝小井沟长滩水库太平湾下马岭江 垭以礼河一级小什字陕西王圪堵水库恒 山三 岔徐州铜山0.5310碧 口丰 满河口村0.67520淮 阳鄂巩河水库0.510碧 口狮子滩太平湾乌江渡抗切380华东盐矿蒲江小河子水库黑龙潭红旗水库鄂、巩河水库石景山灰坝0.48*0六郎洞*岩石粗面摩擦绿水河上饶大坳五强溪岗南水库石景山龙口灰坝江西奉新淮 阳葛洲坝陆 浑升钟巩河水库冯家山水库0.5582陆 浑0.6718新疆咯拉咯尔电站江西高湖小井沟石景山灰坝葛洲坝江 口河南白沙水库1.03190安微淮阳抗切380华东盐矿1.23760淮 阳0.45430天生桥二级来风塘口1.0770偏窗子抗切250华东盐矿0.247升钟六郎洞。
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许
内含
国
对象，仅仅围绕工程活动的局部，即围岩；
安
现象，围岩变形量大、破坏程度高；
2020/ 6/25
要求，控制围岩的稳定性。
4
第一节 软岩的概念
地质软岩与工程软岩关系
第
二 是地质软岩而非工程软岩
章
软
工程荷载小于地质软岩，地质软岩不产生显著变形，
岩
不作为工程软岩。
的
物 既是地质软岩又是工程软岩
10%～15%，自由膨胀率大于40%时，通常认为属于膨胀性 软岩。在这种围岩中掘进巷道就有发生膨胀的危险。
软
岩
岩层吸水膨胀是影响软岩工程稳定性的重要因素，也
的 物
是软岩巷道底鼓的主要原因之一。
理
力 学 性
在软岩矿井的巷道岩帮内有时赋存有厚度较薄的粘泥夹层，当巷道掘进岩 面刚揭露时，此夹层比较干燥和坚固；但隔1～2天后，就会发现它表层的
章
叫孔隙率）n和孔隙比e来表示，可根据岩石的相对密
软 岩
度d和干密度ρc计算求得
的
孔隙度或孔隙率是指岩石试件内各种裂隙、孔隙的体积总
物 理
和与试件总体积V之比。
力
学 性 质
n V Vc V
1 Vc V
1 Vc gG GV
1 c d w
1
c d w
100%
孔隙比指岩石试件内各种裂隙、孔隙的体积总和与试件内
安
“弱”：强度低
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6/25
3
第一节 软岩的概念
工程软岩
第
二 在工程力作用下产生显著变形的工程岩体。
章
软
要点
重力
岩
工程力
构造应力
的 物 理 力
作用在工程岩体上的力的总和。 水的作用力
工程扰动力
显著变形
膨胀应力
学
弹塑性、粘弹塑性，连续和非连续等变形。
性 质
相对性
工程力＜＝＞岩体强度
中国矿业大学建筑工程学院
岩土加固技术
第贰章
软岩的物理力学性质
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目录
第
第二章 软岩的物理力学性质
二
章
软 第一节 软岩的概念
岩 的
物 第二节 软岩的物理性质
理 力
学 第三节 软岩的力学性质
性 质
第四节 软岩的工程特性
许 国 安
2020/ 6/25
思考题
理 力
膨胀力随着膨胀率的增加而明显增大。
学 性
崩解性是指岩石浸水后发生的解体现象。
质 矿物颗粒
膨胀
膨胀
许 国
崩解
崩解
安
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软弱岩层膨胀与崩解过程示意图
13
第二节 软岩的物理性质
判别软岩膨胀性的指标有蒙脱石含量及自由膨胀率。
第
如果在粘土质岩石矿物组成中，蒙脱石类矿物含量超过
二 章
岩
崩解。
的
物
理
力
学
性
质
许 国 安
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12
第二节 软岩的物理性质
4．膨胀性和崩解性
第 二
膨胀性是指软岩浸水后体积增大并相应地引起压力增
章
大的性质。可用膨胀应力和膨胀率来表示。
软
膨胀力是指岩石试件浸水饱和后膨胀所产生的最大内应力，
岩 的
这时试件的含水率即为最终饱和含水率。
物
膨胀率是指膨胀后的体积与原体积的比率。
岩
的
物
理
力
学
性
质
许 国 安
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10
第二节 软岩的物理性质
3．软化性
第 二
指岩石浸水后其强度降低的性质，通常用软化系数ηc
章
来表示，即水饱和岩石试件的单向抗压强度Rcw与干
软 岩
燥岩石试件单向抗压强度Rc之比。
的
物 理
岩石饱水状态的抗压强度 c 岩石干燥状态的抗压强度
c
Rcw Rc
固体矿物颗粒体积Vc之比。
许
国 安
e V Vc V 1 d w 1
Vc
Vc
c
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6
பைடு நூலகம்
第二节 软岩的物理性质
二、软岩的水理性质
第
二
指软岩在水作用下表现出来的性质（水理性质）。对
章
矿山工程岩体稳定性有突出影响的水理性质主要包括
软 岩
吸水性、渗水性、软化性、膨胀性和崩解性等。
的 物
1．吸水率与含水率
理
力
在工程力作用下发生了显著变形的地质软岩，才作为
学 性
工程软岩。
质 是工程软岩而非地质软岩
在大深度、高应力作用下，地质硬岩呈现显著变形特
许 国
征，则视其为工程软岩。
安
2020/ 6/25
5
目录
第二节 软岩的物理性质
一、软岩的孔隙性（porosity）
第
二
指岩石的裂隙和孔隙发育的程度，通常用孔隙度（或
许 国 安
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岩石的孔隙度与含水率通常是一致的，岩石的含水率反映岩石中裂隙和孔隙的 多少。孔隙率大和含水率高是软岩强度降低的主要原因。
第二节 软岩的物理性质
2．渗流性
第 二
渗漏透水性能，是指在水头压力作用下水在岩石孔隙、
章
裂隙内流动和通过的能力。
软 岩
衡量指标为渗透系数，
的 物 理
≤1
力
学
性 质
影响因素
亲水性矿物和易溶性矿物的含量
孔隙与微裂隙的发育程度
许 国 安
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第二节 软岩的物理性质
遇水仅软化、崩解的软弱岩层矿物成分以高岭石、伊
第
利石为主，由于这两种粘土矿物受水作用后体积增加
二 章
很小，导致软弱岩层节理裂隙中充水，削弱软弱岩层
软
颗粒之间的连接力，致使颗粒间发生破坏，产生软化、
的比值：
软 岩 的 物
含水率
天然状态下含水的质量 试件干质量
W Gw Grd
理
力
学
含水率高是软岩巷道的基本属性之一。不同时代形成的软岩，其含水特性有
性
很大不同，统计结果表明，各岩层的含水率大致为：石炭二叠系软岩
质
W=3%～5%，株罗系软岩W=10%～15%，第三系软岩W=5%～15%，第
四系软岩W=15%～20%。
理 力
岩石吸水率w，是指岩石试件在大气压力下吸入水的
学
质量g与试件烘干质量G之比：
性
质
吸水率
大气压力下吸入水的质 试件干质量
量
w g G
许 国 安
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第二节 软岩的物理性质
岩石含水率W，是指岩石在天然状态下所含水分的质
第
量Gw与在温度为105℃时烘干至恒重的岩石质量Grd
二 章
2
第一节 软岩的概念
地质软岩
第
二 单轴抗压强度在0.5~25MPa的松散、破碎、软弱
章 软
及风化膨胀性一类岩体的总称。（ISRM）
岩 的
软岩的成分
物
固、液、气
理 力
粘土矿物：高岭石、伊利石、蒙脱石及伊蒙混层矿物
学
软岩的内部结构
性
质
“松”：孔隙多
“散”：少固结
许
软岩的力学指标
国
“软”：弹模小，易变形
渗透系数
渗透水的流速 水力坡度
Kv I
力
学
影响因素
性 质
地下水水头
岩体内的应力状态
岩石的孔隙度、孔隙大小及其连通程度
许 国 安
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第二节 软岩的物理性质
渗流性的划分
第
透水：K>10-2~10-3cm/s
二 章
不透水：K<10-5~10-7cm/s
软
弱透水：K值在上两者之间