ch2岩石的力学性质与分级解析
爆性分级）；二是综合分级（如：坚固性分级）
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第二节
一、岩石的坚固性分级
岩石的分级
岩石的坚固性分级是目前矿山应用最为广泛的一种分 级方法。 基础：岩石破碎的难易程度和岩体的稳定性这两个方 面趋于一致（也就是说，岩石难破碎的也较为稳定）。 由普罗特基雅柯诺夫建立。 普氏分级的指标：为坚固性系数f，当前常用的f值是 按岩石单向抗压强度来确定。 f ＝б C/ 100 б C --矿岩的极限抗压强度 Kpa 。 目前矿山应用最为广泛的分级方法之一：普氏分级 优点：分级简单；缺点：误差较大。
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第一节
十、含水性：
岩石的力学性质及特性
含水性：指矿岩吸收和保持水分的性能。 ※ 矿岩含水性对放矿、运输，箕斗提升及矿仓贮存和采 矿、巷道支护等带来困难。
十一：碎胀性：
碎胀性：指矿岩破碎后体积增大的性质。
※矿岩破碎后的体积与其原岩体积之比，称为碎胀系数 (或松散系数)。
※矿岩碎胀性对矿岩运输提升有影响。
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第二节
岩石的分级
采矿工程的一对基本矛盾：破碎岩石和防止岩体破坏。
原因：在凿岩、井巷掘进和开采过程中，一方面，我
们希望岩石容易破坏，以提高作业效率和降低能耗；
另一方面，又希望留在原地的岩石不易破坏，提高工 程成功率、降低支护成本，保障作业的安全。 岩石分级基本原则：一是按不同工程技术、工艺过程 的要求进行分级（有：可钻性分级、稳定性分级、可
第二章 岩石的力学性质与分级
第一节
岩 石 的 力 学 性 质 及 特 性
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第二节
岩 石 的 分 级
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第一节
岩石的力学性质及特性
岩石（包括矿石）的物理力学性质与凿岩、爆破、 装运、地压管理等的关系十分密切。 要使岩石破坏，应尽可 岩石的物理力学性质及特性：强度、弹性、塑性、 能使其处于拉伸、剪切的 脆性、硬度、磨蚀性、坚固性、稳固性、碎胀性、结块 状态；要使岩石不容易破 性、氧化性、自燃性及含水性等 。 坏，应该使其处于受压状 一、强度 态。 指岩石承受载荷的能力，即开始破坏的极限临界应 力值。岩石强度有：抗拉强度、抗剪强度、抗压强度等。 一般而言，岩石抗压强度介于20～300MPa范围，抗 剪强度只有抗压强度的1/12～1/8左右，抗拉强度只有 1/15～1/50。即：抗拉强度＜抗剪强度＜抗压强度。 问题：怎样的力学状态最易使岩石破碎？ 强度的影响因素有哪些：节理，各向异性，晶体或 非晶体，晶体形状、大小等，颗粒间胶结物，湿度，温 度，风化程度等等。
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第一节
岩石的力学性质及特性
二、弹性、塑性和脆性
弹性：是岩石除去外力后，恢复其原来形状和体积
的性能。弹性大的岩石在凿岩爆破时不易破坏。
塑性岩石：在破坏前具有明显残余变形的岩石。 脆性岩石：在破坏前几乎没有残余变形的岩石。
金属矿山中常见的是脆性岩石。
注意：岩石变形性质不仅仅与岩石种类有关！ 思考：岩石变形性质还与哪些因素有关？ 主要是与受力条件有关，如在三向
第一节
五、坚固性：
岩石的力学性质及特性
坚固性：是指岩石抵抗外力的性能（抗四面八方外力 的能力）。
坚固性的大小：常用坚固性系数f表示。 f ＝б C/ 100 б C --矿岩的极限抗压强度 Kpa 通常用的普氏岩石分级法就是根据坚固性系数来进行 岩石分级的。 矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质，但它与矿岩 的硬度却是两种不同的概念。硬度是指矿岩抵抗压缩， 拉伸，弯曲及剪切等单向作用的性能。而坚固性所抵抗 的外力却是一种综合的外力。（如抵抗锹，镐，机械碎 破，炸药的综合作用力）
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Байду номын сангаас一节
岩石的力学性质及特性
六、稳固性： 稳固性：指矿（岩）石在空间允许暴露面积的大小和
暴露时间长短的性能。 稳固性和坚固性既有联系又有区别。一般情况下，坚 固性好的地带，稳定性也好，但在节理发育，构造破 碎的地带，矿岩的坚固性虽然可能好，但稳固性大为 下降。因此，稳固性与坚固性不能混同起来。（坚固 性不好的，不一定就不稳固） 根据矿岩的稳固程度，可将矿岩的稳固性分为五级： ⑴极不稳固：掘进巷道或采矿时，不允许有暴露面积， 否则可能产生片帮或冒落现象。 ⑵不稳固：不支护的允许暴露面积在50m2以内。 ⑶中等稳固：不支护的允许暴露面积为50～200m2。
四、磨蚀性
磨蚀性:是指岩石表面与工具作用过程中，岩石对工具 的磨损。 磨蚀性越大，对工具的磨损越大，对凿岩工作越不利。 影响因素： 岩石成分——主要指石英含量、颗粒大小、分布； 岩石结构——主要指岩石的不均匀性； 岩石强度——强度越高，磨蚀性越强。
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第一节
六、稳固性：
岩石的力学性质及特性
⑷稳固：不支护的允许暴露面积为200～800m2。 ⑸极稳固：不支护的允许暴露面积在800m2以上。 ※矿岩稳固性影响到井巷的维护、采矿方法及地压管理 方法的选择。
七、结块性：
结块性：指采下的矿石在遇水和受压，并经过一段时 间后又重新连结成块的性质。 ※矿石的结块性对矿石的运搬和采矿方法选择有影响。
八、 氧化性：
氧化性：指硫化矿石在水和空气的作用下，变为氧化 矿石的性质。 ※ 矿石的氧化会降低选矿回收率。
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第一节
九、自燃性：
岩石的力学性质及特性
自燃性：指高硫矿石，在空气中氧化并放出热量，经 过一定时间后，温度升高，引起自燃的性质。 ※矿石的自燃，会使井下温度上升，并可能引发地下火 灾，对矿井通风、爆破方法和采矿方法的选择有特殊 的要求。
受压或高温条件下，塑性会显著 增加，在常态下具有脆性的岩石， 在上述条件下也可能变成塑性体。 而在冲击载荷作用下，大多数呈 脆性破坏。
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第一节
三、硬度
岩石的力学性质及特性
硬度：是岩石抵抗工具侵入的能力。 影响因素：取决于岩石的组成，即取决于矿物颗粒的 硬度、形状、大小、晶体结构以及颗粒间胶结物的情 况等，硬度越大——凿岩越困难。
岩石力学第二章01PPT课件
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岩石的破坏形式 (a)拉伸破坏；(b)劈裂破坏；(c)剪切破坏；(d)塑性破坏
《岩石力学》
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2.1.2岩块的强度
1. 岩石单轴抗压强度
岩石单轴强度定义
➢ 定义：岩石试件在无侧限和单轴压力作用下抵抗破 坏的极限能力；
➢ 公式
c
P A
式中：—c —单轴抗压强度，MPa，也称无侧限强度；
➢ 缺点：试件结果的离散性较大。
➢ 公式
Is
Pt D
式中：—Pt —破坏荷载， —D—破坏时两加载点间的距离，mm； I S —点荷载强度，MPa ；
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点荷载试验对试件形状和尺寸的要求
《岩石力学》
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ห้องสมุดไป่ตู้. 岩石抗剪强度
定义
➢ 岩石抵抗剪切的最大剪应力，由内聚力c和内摩擦
《岩石力学》
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岩石三轴压缩试验的破坏类型
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《岩石力学》
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2.1.3岩石的强度理论
定义
➢ 研究岩石在各种应力状态下的强度准则的理论；
➢ 一般为1f(2,3)
或 f()
➢ 它不仅要能解释岩石破坏的原因、破坏的形态，而 且要能确定岩石破坏时应力状态和变形状态；
强度准则与本构方程不同
➢ 测定方法：直接拉伸法、劈裂法、点荷载法
直接拉伸法
➢ 公式
Rt
P A
式中：R—t —岩石的抗拉强度，MPa
P——试件受拉破坏时的极限拉力； A——与所施加拉力相垂直的截面面积；
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《岩石力学》
岩石力学性质讲解
（四）脆性变形：在破坏前不出现或很少出现塑性变形的变 形。
（五）韧性变形：在破坏前出现了显著塑性变形的变形。
第一节 岩石力学性质的基本概念
三轴应力条件下的岩石力学实验
六、影响岩石力学性质的时间因素
1. 应变速率 1）高速——脆性破坏：陨石碰撞、地震 2）低速——韧性破坏：山脉
2．蠕变：在恒定应力作用下，应变随时间增加而 持续增长的变形。
外力恒定
1）短期作用—不见效果； 滴水穿石
2）长期作用—可见显著影响；
3．松弛：在恒定变形情况下，岩石中的应力随时 间不断减小的现象。
剪裂的发生与岩石中原有随机分布 的微细张性裂隙相关，是初始微细张裂 在扩张过程中逐渐趋于定向排布，并最 终贯通形成剪裂结果。
由实验观察到的花岗岩破坏过程示意图 (A)、(B)初始张裂隙的出现；(C)、(D)在更强的差应力作用下初
始张裂隙发展为强裂的剪切应变带，形成岩石的剪切破裂。 （图的上下方向为最大主压方向）
三轴压力机
常规三轴实验
第一节 岩石力学性质的基本概念
1. 岩石变形强度的图解表示法
应力－应变曲线
2、岩石变形行为
• 弹性变形 • 塑性变形 • 破裂变形 • 流动变形
1）弹性变形：胡克定律
= Ee
其中：E为弹性模量或杨氏模量，e为应变量。
变形特征：象弹簧一样发生变形。当应力 消失后，材料完全复原到未变形状态。
颗粒边界滑动：
T>0.5Tm，扩散速率能够 及时调节由于晶粒相互滑 动产生的空缺或叠复
—— 超塑性流动。
第一章岩石的性质及其工程分级
3、解释岩石碎胀性的意义和表示方式。
4、三向压力作用下岩石的变形和强度特征有哪些?
5、解释岩石可钻性和可爆性。
6、岩石工程分级的目的和意义是什么?常用哪些表 示方法?
7、画出岩石在静荷载情况下单向受压应力—应变 关系示意图，并叙述其特性？
（5）岩石的膨胀性
是软岩石表现出来的特征，是指软岩石浸水后
体积增大和相应的引起压力增大的性质。
（6）岩石的崩解性
是指软岩浸水后发生的解体现象。
四、.岩石的碎胀性
岩石破碎以后的体积将比整体状态下 增大，这种性质成为岩石的碎胀性
用碎胀系数表示 K V1
V
V1—岩石破碎后处于松散状态下的体
一、岩石的变形特征
（一）静载荷作用下两个发展阶段
变形：岩石在外荷载作用下，首先是组成岩石的基本微粒之 间的相对位置的变形，可称为变形。
破坏：随着作用的荷载不断增大，或者荷载达到某一数值而 恒定保持下去，便会导致岩石的破坏。
外荷载的分类
静荷载：岩石本身周围的压力
按外荷载的作用性质{
表
二、岩石的孔隙性
岩石的孔隙性：是指岩石的裂隙和孔隙发育程度，通常用孔隙 度n和孔隙比e来表示。
岩石的孔隙度n：是指岩石试件内各种裂隙，孔隙的体积总和 与试件总体积之比。
岩石的孔隙比e：是指岩石试件内各种裂隙、孔隙的体积总和 与试件内固体矿物颗粒体积之比。
意义： 岩石的孔隙度增大 岩体本身整体性下降 强度降低 透水性增大 由于存在着孔隙 加快岩石的风化速度，从而又增大 了岩石的透水性
（四）、动荷载下岩石的变形特征
无论是冲击式凿岩机凿碎还是爆破破碎岩石，岩石承 受的外力都不是静荷载而是一种冲击荷载。
岩石力学性质
第一章岩石的力学性质岩石和岩体的力学性质，是矿山岩体力学的大体问题。
岩石的力学性质主要指：在各类载荷作用下，它们的变形特征，出现塑性流动和发生破坏的条件。
表征岩石力学性质的参数如下：变形参数：岩石的变形摸量，弹性摸量，切变摸量，泊松比和流变性等。
强度特性参数：岩石抗拉，抗弯，抗煎，抗压等各类强度极限。
第一节、岩石的成份及结构与其力学性质的关系岩石是多种矿物颗粒的集合体。
岩石一般有下列十余中主要矿物组成，即长石(正长石、斜长石)、石英、云母(黑云母、白云母)、角闪石、辉石、橄榄石、方解石、白云石、高岭土、赤铁矿等。
它们在矿石中的含量按岩石成因此异。
岩层按成因分类为：岩浆岩—系由岩浆在地壳内不同深度冷凝而成；沉积岩—是由已有岩体经风化、崩溃、搬迁、再胶结或化学作用而形成；变质岩—则由已有岩石在高温高压条件下通过改变而形成的。
大体概念(1)、岩石的结构：岩石的矿物颗粒的大小、形状、表面特征、颗粒彼此关系、胶结类型等特征。
(2)、岩石的构造：岩石的组成部份在定向的排列情形。
如层面、断层（几何特征）。
晶体结构是岩浆岩和变质岩的最大特征，也是很多沉积岩的特征。
(3)、矿物的晶体：组成矿物的各类化学元素的原子（离子）在空间必然规律排列，使其具有规则的几何形状的固体称为晶体。
(4)、矿物的晶体的结构类型：等粒结构，不等粒结构，斑状结构。
图1-1是典型晶体结构类型岩浆岩和变质岩的晶体结构与岩石力学性质的关系：晶粒细小，等粒状，岩石强度大。
颗粒大的斑状结构晶体内部或晶粒间含有缺点，岩石强度低。
沉积岩的结构与力学性质的关系沉积岩中的岩石碎屑之间由胶结物将连结在一路。
其力学性质取决于胶结物和胶结类型。
图1-2基质胶结：岩石碎屑被胶结物包围，强度取决于胶结物。
接触胶结：仅颗粒接触处有胶结物，胶结不牢，强度低，透水性强。
孔隙胶结：胶结物完全成部份地充填与颗粒孔隙之间。
胶结牢固，所以岩石强度和透水性主要由胶结物性质及充填程度肯定。
岩石的物理力学性质
n0
Vn0 V
100%
(5)闭空隙率nc: 即岩石试件内闭型空隙的体积（Vnc)占 试件总体积(V)的百分比。
nc
Vnc V
100%
2 、空隙比(e)
所谓空隙比是指岩石试件内空隙的体积（V V)与 岩石试件内固体矿物颗粒的体积（Vs)之比。
e VV V Vs n
Vs
Vs
1 n
四、岩石的水理性质
c 具有粘性的弹性岩石
由于应变恢复 有滞后现象，即加 载和卸载曲线不重 合，加载曲线弹模 和卸载弹模也不一 样。P点加载弹模 取过P点的加载曲 线的切线斜率，P 点卸载弹模取过P 点的卸载曲线的切 线斜率。
d、弹塑性类岩石
Ee e
2、变形模量
E0 e p
变形
弹性变形 塑性变形
线弹性变形 非线弹性变形
o
理想弹性体
s
o
线性硬化弹塑性体
s
o
理想弹塑性体
o
d
dt
理想粘性体
一、岩石在单轴压缩状态下的力学特性
1、σ～ε曲线的基本形状 美国学者米勒将σ～ε曲线分为6种。
σ～ε曲线的基本形状
致密、坚硬、少裂隙 致密、坚硬、多裂隙
少裂隙、 岩性较软
较多裂隙、 岩性较软
d
Ws V
d d g
（g/cm3） (kN /m3)
式中：Ws——岩石试件烘干后的质量(g)； V——岩石试件的体积(cm3)；
g——重力加速度。
3、饱和密度（ρ ）和饱和重度(γw)
饱和密度就是饱水状态下岩石试件的密度。
w
Ww V
（g/cm3）
w wg
(kN /m3)
式中：WW——饱水状态下岩石试件的质量 (g)； V——岩石试件的体积(cm3)；
岩石力学知识点总结
岩石力学知识点总结一、岩石的力学性质岩石的力学性质是指岩石在外力作用下的响应和变形规律，包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、弹性模量等。
这些性质对于工程设计和地质灾害的防治非常重要。
岩石的力学性质受到多种因素的影响，包括岩石的成分、结构、孔隙度、水分含量等。
1. 抗压强度抗压强度是指岩石在受到垂直方向外力作用下的抵抗能力。
岩石的抗压强度可以通过实验或者间接方法来进行测定，通常以MPa为单位。
抗压强度受到岩石成分和密度的影响，通常晶体颗粒越大、结晶度越高的岩石其抗压强度越高。
2. 抗拉强度抗拉强度是指岩石在受到拉伸力作用下的抵抗能力。
通常岩石的抗拉强度远远低于其抗压强度，因为岩石在自然界中很少受到拉力的作用。
抗拉强度常常通过实验来进行测定，其数值对于岩石的岩石工程设计和地质灾害防治具有重要意义。
3. 抗剪强度抗剪强度是指岩石在受到切割或者剪切力作用下的抵抗能力。
岩石的抗剪强度与其结构和组成有关，一般来说，岩石中存在着一定的位移面和剪切面，这些面的摩擦和滑移对于岩石的抗剪强度产生了重要的影响。
4. 弹性模量弹性模量是指岩石在受到外力作用下的弹性变形能力。
弹性模量也叫做“模量”，其数值越高，说明岩石在受到外力作用下的变形越小。
弹性模量对于岩石的岩石工程设计和地质灾害防治具有重要的意义。
二、岩石的变形和破坏规律岩石在受到外力作用下会发生变形和破坏，其变形和破坏规律对于地质工程的设计和地质灾害的防治具有重要的意义。
岩石的变形和破坏规律受到多种因素的影响，包括岩石的力学性质、结构、孔隙度、水分含量等。
1. 岩石的变形规律岩石在受到外力作用下会发生变形，其变形规律通常表现为弹性变形、塑性变形和破坏。
弹性变形是指岩石在受到外力作用后能够恢复原状的变形，塑性变形是指岩石在受到外力作用后不能够恢复原状的变形，破坏是指岩石在受到外力作用后达到极限状态，无法继续承受力的作用。
2. 岩石的破坏规律岩石在受到外力作用下会发生破坏，其破坏规律通常表现为压缩破坏、拉伸破坏和剪切破坏。
岩石物理力学性质-知识归纳整理
1 岩石的物理力学性质岩石是由固体相、液体相和蔼体相组成的多相体系。
理论以为，岩石中固体相的组分和三相之间的比例关系及其相互作用决定了岩石的性质。
在研究和分析岩石受力后的力学表现时，必然要联系到岩石的某些物理性质指标。
岩石物理性质：岩石由于其固体相的组分和三相之间的比例关系及其相互作用所表现出来的性质。
主要包括基本物理性质和水理性质。
岩石在受到外力作用下所表现出来的性质称为岩石的力学性质。
岩石的力学性质主要有变形性质和强度性质，在静荷载和动荷载作用时，岩石的力学性质是有所不同的，表如今性质指标的差异上。
岩石的物理力学性质通常经过岩石物理力学性质测试才干确定。
1.1 岩石的基本物理性质指标 反映岩石组分及结构特征的物理量称为岩石的物理性质指标，这里主要是指一些基本属性：密度、比重、孔隙性、水理性等。
反映了岩石的组分和三相之间的比例关系。
为了测定这些指标，一股都采用岩样在室内作试验，，必要时也可以在天然露头上或探洞(井)中举行现场试骀。
在选用岩样时应思量到它们对所研究地质单元的代表性并尽可能地保持其天然结构。
最好采用同一岩样逐次地测定岩石的各种物理性质指标。
下面分述各种物理性质指标。
1.1.1 岩石的密度和重度(容重)1、定义密度：单位体积岩石(包括岩石内空隙体积在内)所具有的质量。
重度(容重)：单位体积岩石所受的重力。
2、计算式密度：V M =ρ(g/cm 3，t/m 3)容重度：V MgV W ==ρ(kN/m 3)密度与重度的关系：γ=ρg。
上述各式中，M —岩石质量；W —岩石分量；V —岩石体积(包括空隙在内)；g 为重力加速度，g=9.8m/s 2，工程上普通取10m/s 2。
密度与容重的种类：天然密度ρ、干密度ρd 、饱和密度ρsat 。
天然密度与干密度的关系：ρ=ρd (1+0.01ω)(ω为含水率，以百分数计)。
3、影响因素 影响岩石密度大小的因素：矿物成分、孔隙及微裂隙发育程度、含水量。
第一章岩石的性质及其工程分级
——从地壳中切取出来的小块体，不包含软弱面（岩体中的地质 遗迹、层理、节理、断层、裂隙面），近似认为各向同性的连续介 质。
第四页，共75页
1.1概述
（4）弱面 ——层理、节理、断面及裂隙面与所研究岩体的岩块比较,具有 强度低、易变形的特点,称为弱面。
岩体与岩块的差异： 岩体的强度小，岩块的强度大； 岩块的各向同性与岩体的各向异性。
• 1.3.2 岩石强度理论 • 1.3.3 岩石的硬度 • 1.3.4 岩石的可钻性与可爆性
第二十二页，共75页
第二十三页，共75页
1.3.1 岩石的变形特征
• 1）岩石的弹性和塑性
•
岩石受力后既可能出现弹性变形，也可能出现塑性变形，
而且弹性变形和塑性变形往往同时出现。
•
岩石的弹性是指在力的作用下，岩石改变形状和体积，
第十一页，共75页
1.2.1 岩石的相对密度和密度
1）相对密度(曾称比重)
岩石的相对密度是指岩石固体实体积(不包括孔隙体积)的质量与同体积 水的质量的比值。
计算公式为：
式中：
G d
VcW
d —岩石的相对密度(无量纲量);
G—绝对干燥时体积为VC的岩石质量，g； VC—岩石固体实体积(不包括孔隙体积) ，cm3； ρW—水的密度，g／cm3。
岩石名称 胀碎系数K
表 1—2 几种岩石的碎胀系数
砂、砾石 1.05~1.2
砂质粘土 1.2~1.25
中硬岩石 1.3~1.5
坚硬岩石 1.5~2.5
第十九页，共75页
1.2.4 岩石的碎胀性
（3）影响碎胀系数大小的因素
岩石的物理性质、破碎后的块度大小及其排列状态。
（4）残余碎胀系数K' —岩石破碎后经过压实的总体积V1 '与原岩破碎前整体状态
工程岩体分级标准
工程岩体分级标准工程岩体分级标准是指根据岩体的力学性质、岩体结构和岩体稳定性等特征，对岩体进行分类和评定的标准。
岩体在工程施工中扮演着重要的角色，其稳定性直接关系到工程的安全性和可靠性。
因此，对岩体进行科学合理的分级评定，是保障工程施工质量和安全的重要环节。
一、岩体力学性质。
岩体的力学性质是指岩石在外力作用下的变形和破坏特性。
根据岩石的抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等指标，可以将岩体分为强、中、弱三个等级。
强岩体具有较高的抗压强度和抗拉强度，适合用于大型工程的基础和支护结构；中岩体的力学性质一般，适合用于中小型工程的基础和支护结构；弱岩体的力学性质较差，需要采取特殊的支护措施才能保证工程的安全施工。
二、岩体结构。
岩体结构是指岩石的裂隙、节理、岩层倾角等特征。
根据岩体结构的复杂程度和对工程施工的影响程度，可以将岩体分为简单、中等、复杂三个等级。
简单岩体结构指岩石中裂隙和节理较少，对工程施工影响较小；中等岩体结构指岩石中存在一定数量的裂隙和节理，对工程施工有一定影响；复杂岩体结构指岩石中存在大量的裂隙和节理，对工程施工影响较大，需要采取相应的支护措施。
三、岩体稳定性。
岩体稳定性是指岩体在外力作用下的稳定性和变形能力。
根据岩体的稳定性和变形能力，可以将岩体分为稳定、较稳定、不稳定三个等级。
稳定岩体指岩石在外力作用下变形能力较强，不易发生破坏；较稳定岩体指岩石在外力作用下变形能力一般，可能发生一定程度的破坏；不稳定岩体指岩石在外力作用下变形能力较差，容易发生破坏，需要采取有效的支护措施。
综上所述，工程岩体分级标准是工程施工中重要的一环，对岩体进行科学合理的分类和评定，有助于制定合理的支护措施，保障工程施工的安全和可靠。
在实际工程中，应根据岩体的力学性质、结构和稳定性等特征，综合评定岩体的分级，并采取相应的支护措施，确保工程施工的顺利进行。
ch2 土的物理力学指标及分类
土工原理
水利工程学院
例题分析 【例】某砂土试样,试验测定土粒相对密度Gs=2.7,含水量
ω=9.43%,天然密度ρ=1.66/cm3。已知砂样最密实状态时称 得干砂质量ms1=1.62kg,最疏松状态时称得干砂质量 ms2=1.45kg。求此砂土的相对密度Dr,并判断砂土所处的密 实状态
ms 2 1.45 g / cm 3 V Gs w 1 0.86
相对密实度
土工原理
Dr
emax e 0.42 ∈（1/3,2/3] 中密状态 emax emin
水利工程学院
d min
2.7 土的工程分类 一、分类的目的和原则
土的分类体系就是根据土的工程性质差异将土划分 成一定的类别，目的在于通过通用的鉴别标准，便于在 不同土类间作有价值的比较、评价、积累经验。
sat w sat d
土工原理
水利工程学院
三、换算指标
（1）土的孔隙率
定义：土中孔隙所占总体积之比，用百分数表示。 物理意义：表示土中孔隙大小的程度。
Vv n 100% V
单位： % 范围：粘性土和粉土:(30~60);砂土: (25~45)。
e Gs (1 ) 2.7(1 0.0943 ) 1 1 0.78 1.66
【解答】 砂土在天然状态下的孔隙比
砂土最小孔隙比
d max
m s1 1.62g / cm3 V
砂土最大孔隙比
d min
emax
emin
Gs w
d max
1 0.67
【解答】 m 187 167 100% 11.98%