第七章室内试验课件.pptx

1、岩土工程勘察第七章 室内试验岩土工程勘察室内试验 岩土性质的室内试验项目和试验方法应符合现行国家标准土工试验方法标准（GB/T50123）和国家标准工程岩体试验方法标准（GB/T50266）的规定。岩土工程评价时所选用的参数值，宜与相应的原位测试成果或原型观测反分析成果比较，经修正后确定。试验项目和试验方法，应根据工程要求和岩土性质的特点确定。当需要时应考虑岩土的原位应力场和应力历史，工程活动引起的新应力场和新边界条件，使试验条件尽可能接近实际；并应注意岩土的非均质性、非等向性和不连续性以及由此产生的岩土体与岩土试验在工程性状上的差别。对特种试验项目，应制定专门的试验方案。制备试样时，应对岩土

2、的重要性状做肉眼鉴定和简要描述。土体的室内试验（Laboratory Soil Test）也叫室内土工试验，包括土的物理性质指标的测定、土的力学性质指标的测定、土的动力特性试验、粘土矿物分析等等。岩石的室内试验（Laboratory Rock Test）包括岩石水理性质试验、岩石强度和变形试验、岩石结构面抗剪强度试验、岩石软弱夹层剪切蠕变试验、岩石点荷载强度试验等等。岩土工程勘察土的物理性质试验 第一节 土的物理性质试验1.各类工程均应测定下列土的分类指标和物理性质指标：（1）砂土：颗粒级配、比重、天然含水率、天然密度、最大和最小密度。（2）粉土：颗粒级配、液限、塑限、比重、天然含水率、天然密

3、度和有机质含量。（3）黏性土：液限、塑限、比重、天然含水率、天然密度和有机质含量。注：a.对砂土，如无法取得级、级、级土样时，可只进行颗粒级配试验；b.目测鉴定不含有机质时，可不进行有机质含量试验。2.测定液限时，应根据分类评价要求，选用现行国家标准土工试验方法标准（GB/T50123）规定的方法，并应在试验报告上注明。有经验的地区，比重可根据经验确定。岩土工程勘察土的物理性质试验3.当需进行渗流分析，基坑降水设计等要求提供土的透水性参数时，可进行渗透试验。常水头试验适用于砂土和碎石土；变水头试验适用于粉土和黏性土；透水性很低的软土可通过固结试验测定固结系数、体积压缩系数，计算渗透系数。土的渗

4、透系数取值应与野外抽水试验或注水试验的成果比较后确定。4.当需对土方回填或填筑工程进行质量控制时，应进行击实试验，测定土的干密度与含水率关系，确定最大干密度和最优含水率。岩土工程勘察土的物理性质试验一、土的三相比例指标 土的三相物质在体积和质量上的比例关系称为三相比例指标。三相比例指标反映了土的干燥与潮湿、疏松与紧密，是评价土的工程性质的最基本的物理性质指标，也是工程地质勘察报告中不可缺少的基本内容。1.土的三相比例关系图 为了阐述和标记方便，把自然界中土的三相混合分布的情况分别集中起来，固相集中于下部，液相居中部，气相集中于上部，并按适当的比例画一个草图，左边标出各相的质量，右边标明各相的体

5、积，如图7.1所示。一、土的三相比例指标 土的三相物质在体积和质量上的比例关系称为三相比例指标。三相比例指标反映了土的干燥与潮湿、疏松与紧密，是评价土的工程性质的最基本的物理性质指标，也是工程地质勘察报告中不可缺少的基本内容。1.土的三相比例关系图 为了阐述和标记方便，把自然界中土的三相混合分布的情况分别集中起来，固相集中于下部，液相居中部，气相集中于上部，并按适当的比例画一个草图，左边标出各相的质量，右边标明各相的体积，如图7.1所示。岩土工程勘察土的物理性质试验图7.1 土的三相比例关系图岩土工程勘察土的物理性质试验 2.土的三相基本物理指标（试验指标）（1）密度和重度（2）天然含水率（3

6、）土粒比重3.换算的物理性质指标（1）孔隙比（2）孔隙率（3）饱和度（4）土的干密度和干重度（5）土的饱和密度和饱和重度（6）土的有效重度（浮重度）岩土工程勘察土的物理性质试验二、土的物理状态指标 土的物理状态指标与物理性质指标不同，自然界中的土按有无黏性主要分为无黏性土和黏性土。无黏性土物理状态主要是评价土的密实度；黏性土物理状态主要是评价土的软硬程度或称黏性土的稠度。1.无黏性土的密实度 无黏性土工程性质的好坏看密实度，以砂土为代表。判定无黏性土的密实度方法主要有以下三种：（1）用孔隙比e判定（2）以相对密实度Dr为标准（3）标准贯入试验(Standard Penetration Test

7、SPT)岩土工程勘察土的物理性质试验（1）用孔隙比e判定密实度土的名称密实中密稍密松散砾砂、粗砂、中砂e0.600.60e0.750.75e0.85e0.85细砂、粉砂e0.700.70e0.850.85e0.95e0.95 优点：应用方便、简单。缺点：不能考虑颗粒大小、级配和形状的影响所以：同一种土，可用e衡量其密实度，但是不同种的土，不能用e衡量。应与最大孔隙比与最小孔隙比比较；建立相对密度的概念。表7.1孔隙比作为砂土密实度的划分标准岩土工程勘察土的物理性质试验（2）以相对密实度Dr为标准 公式：式中：e土在天然状态下的孔隙比；emin(emax)土在最密实（最松散）状态下的孔隙比，均由

8、试验测出。密实；优点：可以把土的级配考虑进去，理论上较为完善。缺点：emax和emin难以准确测定。（7.11）判别标准：中密;松散;岩土工程勘察土的物理性质试验（3）标准贯入试验(Standard Penetration TestSPT)标准贯入试验一种原位测试，起源于美国，用卷扬机将质量为63.5kg的钢锤，提升76cm高度，让钢锤自由下落击在锤垫上，使贯入器贯入土中30cm所需的锤击数，记为N。该试验快速、准确、应用很广泛。判别标准：图7.2以标准贯入试验锤击数N划分砂土密实度标准N的大小反映了土的贯入阻力的大小，也即反映了土密实度的大小。一般：N越大，说明土体愈密实；N越小，说明土体愈

9、松散。岩土工程勘察土的物理性质试验2.黏性土的物理状态指标（1）黏性土的状态：随着含水率的改变，黏性土将经历不同的物理状态。当含水率很大时，土是一种黏滞流动的液体即泥浆，称为流动状态；随着含水率逐渐减少，黏滞流动的特点渐渐消失而显示出塑性，称为可塑状态；当含水率继续减少时，则发现土的可塑性逐渐消失，从可塑状态变为半固体状态。如果同时测定含水率减少过程中的体积变化，则可发现土的体积随着含水率的减少而减小，但当含水率很小的时候，土的体积却不再随含水率的减少而减小了，这种状态称为固体状态。岩土工程勘察土的物理性质试验（2）界限含水率（国外称为阿登堡界限）定义：黏性土从一种状态变到另一种状态的含水率分

10、界点称为界限含水率。液限WL：流动状态与可塑状态间的分界含水率称为液限。塑限WP：可塑状态与半固体状态间的分界含水率称为塑限。缩限WS：半固体状态与固体状态间的分界含水率称为缩限。图7.3 黏性土状态与含水率的关系岩土工程勘察土的物理性质试验（3）塑性指数与液性指数塑性指数Ip：黏性土液限与塑限的差值称为塑性指数。公式：IP=WL-WP （7.12）塑性指数习惯上用不带的数值表示。塑性指数表示土中黏粒含量多少，可以用它来划分土类。液性指数IL：天然含水率与塑限的差值和液限与塑限差值之比。公式：液性指数描述的是黏性土所处的状态，黏性土的状态可根据液性指数 IL分为5个状态。（7.13）表7.2黏

11、性土的状态按液性指数的划分液性指数液性指数IL00IL0.250.25IL0.750.75IL1IL1状态坚硬硬塑可塑软塑流塑岩土工程勘察土的物理性质试验三、土的颗粒级配 自然界中的土颗粒的大小相差悬殊，颗粒大小不同的土，工程性质也各异。为便于研究，把土的粒径按性质相近的原则进行划分，我国按界限粒径200、60、2、0.075和0.005（单位mm）把土粒分为六组：漂石（块石）、卵石（碎石）、圆砾（角砾）、砂粒、粉粒及黏粒，如图7.4所示。图7.4粒组名称岩土工程勘察土的物理性质试验 土中土粒组成，通常以土中各个粒组的相对含量（各粒组占土粒总质量的百分数）来表示，称为土的颗粒级配。对于粒径小于

12、或等于60mm、大于0.075mm的土可用筛分法，对于粒径小于0.075mm的粉粒和黏粒难以筛分，一般可用密度计法或移液管法测得颗粒级配。根据颗粒分析试验结果，可以绘制如图7.5所示的颗粒级配曲线。图7.5颗粒级配曲线示意图岩土工程勘察土的物理性质试验颗粒分析试验d0.075mm的各粒组采用筛分法；d0.075mm的各粒组采用密度计法和移液管法。岩土工程勘察土的压缩固结试验第二节 土的压缩固结试验 1.当采用压缩模量进行沉降计算时，固结试验最大压力应大于土的有效自重压力与附加压力之和，试验成果可用e-p曲线整理，压缩系数与压缩模量的计算应取自土的有效自重压力至土的有效自重压力与附加压力之和的压

13、力段。当考虑基坑开挖卸荷再加荷影响时，应进行回弹试验，其压力的施加应模拟实际的加、卸荷状态。2.当考虑土的应力历史进行沉降计算时，试验成果应按e-lgp曲线整理，确定先期固结压力并计算压缩指数和回弹指数。施加的最大压力应满足绘制完整的e-lgp曲线。为计算回弹指数，应在估计的先期固结压力之后，进行一次卸荷回弹，再继续加荷，直至完成预定的最后一级压力。岩土工程勘察土的压缩固结试验 3.当需进行沉降历时关系分析时，应选取部分土试样在土的有效自重压力与附加压力之和的压力下，作详细的固结历时记录，并计算固结系数。4.对厚层高压缩性软土上的工程，任务需要时应取一定数量的土试样测定次固结系数，用以计算次固

14、结沉降及其历时关系。5.当需进行土的应力应变关系分析，为非线性弹性、弹塑性模型提供参数时，可进行三轴压缩试验，并宜符合下列要求：（1）采用三个或三个以上不同的固定围压，分别使试样固结，然后逐级增加轴压，直至破坏；每个围压的试验宜进行一至三次回弹，并将试验结果整理成相应于各固定围压的轴向应力与轴向应变关系；（2）进行围压与轴压相等的等压固结试验，逐级加荷，取得围压与体积应变关系曲线。岩土工程勘察土的压缩固结试验常规压缩试验岩土工程勘察土的压缩固结试验高压固结试验岩土工程勘察土的压缩固结试验一、土的力学性质 研究地基变形和强度问题，对于保证建筑物的正常使用和经济、牢固等，都具有很大的实际意义。决定

15、建筑物地基变形、以至失稳危险性的主要原因除上部荷载的性质、大小、分布面积与形状及时间因素等条件外，还在于地基土的力学性质，它主要包括土的变形和强度特性。研究土的变形和强度性质，必须从土的应力-应变的基本关系出发来研究，土的变形具有明显的非线性特征，地基土的非均质性是很显著的，但目前在一般工程中计算地基变形和强度的方法，都还是先把地基土看成均质体，再利用某些假设条件，最后结合工程经验加以修正的方法进行的。岩土工程勘察土的压缩固结试验二、土的压缩性 1.基本概念：土在压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性，土的压缩可以看成是土中孔隙体积的减小。土的压缩随时间而增长的过程，称为土的固结。饱和软黏土的

16、固结变形往往需要几年到几十年时间来完成，必须考虑地基变形和时间的关系。2.压缩性指标：计算地基沉降量时，必须取得土的压缩性指标。主要包括：压缩系数a、压缩模量ES、变形模量E。、压缩系数、压缩模量可以通过室内固结试验获得，变形模量可以现场荷载试验取得。岩土工程勘察土的压缩固结试验（1）缩系数a：表示在单位压力增量下土的孔隙比的减小。a愈大，土的压缩性愈高。压缩系数a并非常量，而是随压力的逐渐增大而减小。压缩曲线如图7.6所示。图7.6压缩曲线岩土工程勘察土的压缩固结试验（2）压缩模量ES：土的试样单向受压，应力增量与应变增量之比称为压缩模量，试验条件为侧限条件，即只能竖直单向压缩、侧向不能变形

17、的条件。（3）变形模量E0：指无侧限情况下，单轴受压时应力与应变之比。为了便于各地区各单位相互比较应用，建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）规定：取压力100kPa200kPa这段压缩曲线的斜率a1-2作为判别土的压缩性高低的标准。a1-20.1MPa-1低压缩性土 0.1MPa-1a1-20.5MPa-1中压缩性土 a1-20.5MPa-1高压缩性土岩土工程勘察土的抗剪强度试验 第三节 土的抗剪强度试验1.三轴剪切试验的试验方法应按下列条件确定：（1）对饱和黏性土，当加荷速率较快时宜采用不固结不排水（UU）试验；饱和软土应对试样在有效自重压力下预固结后再进行试验；（2）对经预压处

18、理的地基、排水条件好的地基、加荷速率不高的工程或加荷速率较快但土的超固结程度较高的工程，以及需验算水位迅速下降时的土坡稳定性时，可采用固结不排水（CU）试验；当需提供有效应力抗剪强度指标时，应采用固结不排水测孔隙水压力试验。岩土工程勘察土的抗剪强度试验2.直接剪切试验的试验方法，应根据荷载类型、加荷速率和地基土的排水条件确定。对内摩擦角0的软黏土，可用级土试样进行无侧限抗压强度试验。3.测定滑坡带等已经存在剪切破裂面的抗剪强度时，应进行残余强度试验。在确定计算参数时，宜与现场观测反分析的成果比较后确定。4.当岩土工程评价有专门要求时，可进行K0固结不排水试验、K0固结不排水测孔隙水压力试验，特

19、定应力比固结不排水试验，平面应变压缩试验和平面应变拉伸试验等。土是一种以固体颗粒为主的散体结构，粒间连接较弱，因此在外力作用下，其强度表现在土粒之间的错动、剪切以致于破坏上。因此土体的强度指它的抗剪强度，土的破坏是剪切破坏。抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的能力。岩土工程勘察土的抗剪强度试验 土的抗剪强度指标为：c、，测定土的抗剪强度指标的试验方法主要有室内剪切试验和现场剪切试验二大类。不同类型的土,其抗剪强度变化很大，同一种土，在不同的密度，含水率，测试仪器下，其抗剪强度的数值也不相等.影响因素可归结为：（1）土的物理化学性质：土粒的矿物成分；土的颗粒形状和级配；土的原始密度；土的含水率；土的结

20、构。（2）孔隙水压力的影响：试验条件不同，影响孔隙水的排出，从而影响有效应力，结果影响测出的c、大小。固结慢剪的tf结果最大；固结快剪的tf结果居中；快剪的tf结果最小。土的强度成果的应用主要在：地基承载力计算和地基的稳定性分析、土坡稳定性分析、挡土墙及地下结构上作用的土压力计算。岩土工程勘察土的抗剪强度试验室内土的强度试验主要有直接剪切试验、三轴压缩试验和无侧限抗压试验。一、直剪试验 直接剪切试验是利用盒式剪切仪，在试样上施加竖向压力，直接测定总抗剪强度指标的一种试验方法。适用于砂土及渗透系数k10-6cm/s的黏土。直剪仪可分为应变控制式和应力控制式两种，目前常用的是应变控制式直剪仪。岩土

21、工程勘察土的抗剪强度试验直剪仪设备剪切容器与应力环岩土工程勘察土的抗剪强度试验1.直剪试验的类型 分为快剪（Q）、固结快剪（CQ）、慢剪（S）三种 慢剪试验：土样在某一级垂直压力作用下，排水固结变形稳定后，再缓慢施加水平剪应力剪切 固结快剪试验：先使土样在某荷重下固结至排水变形稳定，再以较快速度施加剪力剪切 快剪试验：在试样上施加垂直压力后，立即施加水平剪切力剪切，试验过程不发生固结排水情况。岩土工程勘察土的抗剪强度试验2.试验结果整理岩土工程勘察土的抗剪强度试验3.残余强度与峰值强度 残余强度r是土在某竖向荷载下强度达到峰值后，当位移继续增大，强度随位移增加而逐渐减小，最终达到稳定值时的强度

22、。（残余强度试验需要较大的位移）在土坝、路堤和超固结土开挖边坡的长期稳定问题的分析中，都要求用残余强度参数cr、r。对于某一黏土，在一定的有效竖向压力作用下，残余强度为一常数，与其应力历史无关，只取决于土的颗粒性质。岩土工程勘察土的抗剪强度试验4.直剪试验的强度指标试验类型试验类型试验方法试验方法强度指标强度指标慢剪慢剪Slow Shear 施加正应力施加正应力-充分固结充分固结 慢剪，保证无超静孔压慢剪，保证无超静孔压 cs，s固结快剪固结快剪Consolidated Quick Shear 施加正应力施加正应力-充分固结充分固结 快剪，在快剪，在3-5分钟内剪切坏分钟内剪切坏ccq，cq快

23、剪快剪Quick Shear 施加正应力后不固结，施加正应力后不固结，立即快剪，立即快剪，3-5分钟内剪坏分钟内剪坏cq，q岩土工程勘察土的抗剪强度试验二、三轴试验 三轴压缩试验是根据莫尔库仑强度理论，用 3 4 个试样，分别在不同的恒定周围压力下施加轴向压力，进行剪切直至破坏，从而确定土的抗剪强度参数。适用于黏性土、砂土各类土的总强度参数和有效强度参数。岩土工程勘察土的抗剪强度试验1.土静三轴试验仪器岩土工程勘察土的抗剪强度试验饱和器承膜筒与橡皮膜切土盘岩土工程勘察土的抗剪强度试验三轴压缩试验的应力圆及强度包络线2.试验原理岩土工程勘察土的抗剪强度试验3.三种试验方法岩土工程勘察土的抗剪强度

24、试验三、无侧限抗压强度试验试验时围压3=0（无侧限），试样在轴向压力下产生剪切破坏。破坏时的轴向压力称为无侧限抗压强度，以 qu 表示。岩土工程勘察土的抗剪强度试验不排水抗剪强度uuufcqc 2岩土工程勘察土的动力性质试验 第四节 土的动力性质试验1.当工程设计要求测定土的动力性质时，可采用动三轴试验、动单剪试验或共振柱试验。在选择试验方法和仪器时，应注意其动应变的适用范围。2.动三轴和动单剪试验可用于测定土的下列动力性质：（1）动弹性模量、动阻尼比及其与动应变的关系；（2）既定循环周数下的动应力与动应变关系；（3）饱和土的液化剪应力与动应力循环周数关系。3.共振柱试验可用于测定小动应变时的

25、动弹性模量和动阻尼比。岩土工程勘察土的动力性质试验一、土的动荷载 动荷载的类型很多，如爆炸、地震、风浪、车辆通行、机器振动等，它们都各有特点。当静荷载作用于土样时，荷载由小到大逐渐增加，只需用大小和方向（压缩或拉伸）即可将荷载描述清楚。当往复循环动荷载作用于土样时，表示动荷载特征的要素有：动荷载幅值大小，振动频率，持续时间，波形形状，规则波还是不规则波等。地震和机器振动是两种不同形式的动荷载，两者性状差别甚大，地震荷载的特征为超低频、幅值大、持续时间短的不规则波；机器振动为高频、幅值小、持续时间长得规则波。研究土在地震荷载作用下的动力反应是土动力学的主要内容。随着计算技术的快速发展，现今可以用

26、实测得的地震荷载作为动荷载施加于土样进行动力试验，但是这样做工作量很大，且地震记录没有重复性，实际意义不大。所以，目前室内常规试验所采用的动荷载，其波形为拉压对称的正弦波，频率为0.52Hz。岩土工程勘察土的动力性质试验二、常用的土动力指标 土的应力应变是非线性的，这种特征对地震剪切荷载作用下的地基反应有很大影响。当一个循环荷载作用于土体，其应力应变曲线可表示为一狭长的封闭滞回圈。土的应力应变是非线性的，而且能吸收相当大的能量。应力应变的非线性和吸收能量现象在应变水平大时更为明显，而在加荷初期和小应变时接近线性和弹性。进行地震条件条件下的地面反应分析时，土体处于较小的应变水平大多采用等效线性黏

27、弹体模型来描述土的应力应变特征。当动荷载较大或持续时间较长时，相应土的应变逐渐增大，土处于高应变水平，这种情况下需要评估在地震荷载作用下地基的稳定性，这时需要确定土的动强度。所以在地震荷载作用下，进行地面动力反应分析时，需确定小应变下的剪切模量和阻尼比；在大应变时需确定土的动强度。岩土工程勘察土的动力性质试验1.动模量动模量：引起单位动应变所需的动应力。（1）动剪切模量式中：Gd动剪切模量，kPa；d动剪切应力，kPa；d动剪切应变。（7.14）岩土工程勘察土的动力性质试验（2）动压缩模量式中：Ed动压缩模量，kPa；d动轴应力，kPa；d动轴应变。（7.16）、（7.17）式中符号同上。测定

28、动模量的方法是将动荷载施加于试样上，同时记录动应力和动应变，某一循环的动应力与同一循环的动应变之比即可的动模量。（7.15）已知土的泊松比,Gd和Ed以及d和d可相互换算，有如下关系：（7.16）（7.17）岩土工程勘察土的动力性质试验（3）另一个测定小应变时的动模量可通过物探试验，直接测定土的剪切波速s用下式计算剪切模量G：式中：G剪切模量，kPa；土的密度,g/cm3;s剪切波速,m/s.（7.18）岩土工程勘察土的动力性质试验2.阻尼比 阻尼比可衡量一周循环荷载内土吸收能量的特性，吸收能量大小可用滞回圈面积表示。阻尼比D：土的阻尼系数与临界系数之比。即：TcAA41D（7.19）式中：A

29、c滞回圈面积；AT三角形面积。另一种常用的计算小应变时阻尼比得方法为自由振动法，用下式计算阻尼比D：11lN121DnAAn（7.20）式中：D阻尼比；N计算所取的振动次数；A1停止激振后第1周的振幅，mm；An+1停止激振后第N+1周的振幅，mm。岩土工程勘察土的动力性质试验3.动强度 土在动荷载作用下，土的应力、应变及孔隙压力随时间（振动次数）而变，动强度是经一定振动次数后试样达到破坏的振动剪应力，振动剪应力与破坏周数的关系曲线称为动强度曲线。对某一密度的土，作用的动剪应力大，达到破坏的振次少；动剪应力小，振动次数多。破坏标准有应变标准、孔压标准和极限平衡标准等，不同破坏标准得到不同的动强

30、度。岩土工程勘察岩石试验 第五节 岩石试验1.岩石的成分和物理性质试验可根据工程需要选定下列项目：（1）岩矿鉴定；（2）颗粒密度和块体密度试验；（3）吸水率和饱和吸水率试验；（4）耐崩解性试验；（5）膨胀试验；（6）冻融试验。2.单轴抗压强度试验应分别测定干燥和饱和状态下的强度，并提供极限抗压强度和软化系数。岩石的弹性模量和泊松比，可根据单轴压缩变形试验测定。对各向异性明显的岩石应分别测定平行和垂直层理面的强度。3.岩石三轴压缩试验宜根据其应力状态选用四种围压，并提供不同围压下的主应力差与轴向应变关系。抗剪强度包络线和强度参数c、值。岩土工程勘察岩石试验4.岩石直接剪切试验可测定岩石以及节理面

31、、滑动面、断层面或岩层层面等不连续面上的抗剪强度，并提供c、值和各法向应力下的剪应力与位移曲线。5.岩石抗拉强度试验可在试件直径方向上，施加一对线性荷载，使试件沿直径方向破坏，间接测定岩石的抗拉强度。6.当间接确定岩石的强度和模量时，可进行点荷载试验和声波速度测试。组成地壳的岩石，都是在一定的地质条件下，由一种或几种矿物自然组合而成的矿物集合体。岩石是具有一定矿物成分，结构，构造的连续体。岩土工程勘察岩石试验一、岩石的物理性质1.岩石的比重G：单位体积岩石固体部分的质量。在数值上等于岩石固体颗粒的质量与同体积4时纯水的质量的比值（）2.岩石的重度：是岩石单位体积的重量。在数值上等于岩石试件的总

32、重量（包括孔隙中的水重）与总体积（包括孔隙体积）之比（）岩石的干重度d：是岩石中完全没有水存在时的重度（）3.岩石的孔隙性：反映岩石中各种孔隙（包括细微的裂隙）的发育程度，用孔隙度表示。岩石的孔隙度：是岩石中未被固体物质充填的空间体积Vp与岩石总体积Vb的比值（）岩土工程勘察岩石试验二、岩石的水理性质1.岩石的吸水性：反应岩石在一定条件下的吸水能力，一般用吸水率表示。岩石的吸水率：是岩石在通常大气压下的吸水能力。在数值上等于岩石的吸水重量与同体积干燥岩石重量的比，用百分数表示。12100%(100%15)WSWSWWWMPaW（吸水率）常压下）说明开放型裂隙（饱水率）（说明小开型裂隙（饱水率）

33、（吸水率饱水系数）21(sk饱水率和饱水系数可用来判断抗冻性抗风化能力。岩土工程勘察岩石试验2.岩石的透水性：是岩石允许水透过本身的能力，用渗透系数来表示。岩石的渗透系数K：是单位水力梯度下的单位流量，又称水力传导系数。表示流体通过孔隙骨架的难易程度。3.岩石的软化性：是岩石受水作用后，强度与稳定性发生变化的性质。岩石软化性的指标是软化系数。岩石的软化系数kd：在数值上等于岩石在饱和状态下的极限抗压强度和在风干状态下的极限抗压强度的比，用小数表示。（干燥时）强度抗压时水（饱软化系数）dWdRRk (岩土工程勘察岩石试验4.岩石抗冻性：岩石孔隙中有水存在时，水结冰，体积膨胀，就产生巨大压力。由于

34、这种压力的作用，会促使岩石的强度降低和稳定性破坏。岩石抵抗这种压力作用的能力，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性质的一个重要指标。岩石的抗冻性，有不同的表示方法。一般用岩石在抗冻试验前后抗压强度的降低率表示。岩土工程勘察岩石试验三、岩石的力学性质 岩石在外力作用下，首先发生变形，当外力继续增加到某一数值后，就会产生破坏。所以在研究岩石的力学性质时，既要考虑岩石的变形特性，也要考虑岩石的强度特性。岩石受力作用后产生变形，在弹性范围内，岩石的变形性能一般用弹性模量和泊松比两个指标表示。1.弹性模量和泊松比：弹性模量E：是应力应变之比。泊松比v:是横向应变与纵向应变的比。2.岩

35、石的强度：是岩石抵抗外力破坏的能力。岩石的强度和应变形式有很大关系。岩石受力作用破坏，有压碎、拉断和剪切等形式，所以其强度可分为抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等。岩土工程勘察岩石试验（1）抗压强度RC：是岩石在单向压力作用下抵抗压碎破坏的能力。在数值上等于岩石受压达到破坏时的极限应力。（2）抗拉强度：在数值上等于岩石单向拉伸时，拉断破坏时的最大张应力。岩石的抗拉强度远小于抗压强度。（3）抗剪强度（抗剪断强度；抗切强度；抗摩擦强度）：是岩石抵抗剪切破坏的能力。在数值上等于岩石受剪切破坏时的极限剪应力。在一定压力下岩石剪断时，剪破面上的最大剪应力，称为抗剪断强度。岩土工程勘察岩石试验岩石三轴试验岩土工程勘察岩石试验岩石伺服机