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　　土建計量講義：巖石的主要物理性質

　　①重量

　　巖石的重量是巖石最基本的物理性質之一，一般用比重和重度兩個指標表示。

　　巖石的比重是巖石固體(不包括孔隙)部分單位體積的重量，在數值上等于巖石固體顆粒的重量與同體積的水在4℃時重量的比。常見的巖石的比重一般介于2.4～3.3之間。巖石的比重決定于組成巖石的礦物的比重及其在巖石中的相對含量。

　　巖石的重度也稱容重，是巖石單位體積的重量，在數值上等于巖石試件的總重量(包括孔隙中的水重)與其總體積(包括孔隙體積)之比。巖石重度的大小決定于巖石中礦物的比重、巖石的孔隙性及其含水情況。巖石孔隙中完全沒有水存在時的重度，稱為干重度;孔隙全部被水充滿時的重度，稱為飽和重度。

　　一般來講，組成巖石的礦物比重大，或巖石的孔隙性小，則巖石的重度就大。在相同條件下的同一種巖石，重度大就說明巖石的結構致密、孔隙性小，巖石的強度和穩定性也較高。

　　②孔隙性

　　巖石的孔隙性用孔隙度表示，反映巖石中各種孔隙的發育程度。在數值上等于巖石中各種孔隙的總體積與巖石總體積的比，以百分數計。孔隙性對巖石的強度和穩定性產生重要的影響。巖石孔隙度的大小，主要取決于巖石的結構和構造，同時也受外力因素的影響。未受風化或構造作用的侵入巖和某些變質巖，其孔隙度一般是很小的，而礫巖、砂巖等一些沉積巖類的巖石，則經常具有較大的孔隙度。

　　③吸水性

　　巖石的吸水性一般用吸水率表示，反映巖石在一定條件下(在通常大氣壓下)的吸水能力。在數值上等于巖石的吸水重量與同體積干燥巖石重量的比，也可以百分數計。巖石的吸水率與巖石孔隙度的大小、孔隙張開程度等因素有關。巖石的吸水率大，則水對巖石顆粒間結合物的浸潤、軟化作用就強，巖石強度和穩定性受水作用的影響也就越顯著。

　　④軟化性

　　巖石的軟化性是指巖石受水作用后，強度和穩定性發生變化的性質，主要取決于巖石的礦物成分、結構和構造特征。黏土礦物含量高、孔隙度大、吸水率高的巖石，與水作用容易軟化而喪失其強度和穩定性。

　　用軟化系數作為巖石軟化性的指標，在數值上等于巖石飽和狀態下的極限抗壓強度與風干狀態下極限抗壓強度的比。其值越小，表示巖石的強度和穩定性受水作用的影響越大。未受風化作用的巖漿巖和某些變質巖，軟化系數大都接近于1，是弱軟化的巖石，其抗水、抗風化和抗凍性強。軟化系數小于0.75的巖石，是軟化性較強的巖石，工程性質比較差。

　　⑤抗凍性

　　巖石孔隙中的水結冰時體積膨脹，會產生巨大的壓力。巖石抵抗這種壓力作用的能力，稱為巖石的抗凍性。在高寒冰凍地區，抗凍性是評價巖石工程性質的一個重要指標。

　　巖石的抗凍性，有不同的表示方法，一般用巖石在抗凍試驗前后抗壓強度的降低率表示。抗壓強度降低率小于25%的巖石，認為是抗凍的;大于25%的巖石，認為是非抗凍的。

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　　土建計量講義：巖石的變形

　　巖石受力作用會產生變形，在彈性變形范圍內用彈性模量和泊桑(松)比兩個指標表示。彈性模量是應力與應變之比，以“帕斯卡”為單位，用符號Pa表示。相同受力條件下，巖石的彈性模量越大，變形越小。即彈性模量越大，巖石抵抗變形的能力越強。泊松比是橫向應變與縱向應變的比。泊桑(松)比越大，表示巖石受力作用后的橫向變形越大。

　　巖石并不是理想的彈性體，巖石變形特性的物理量也不是一個常數。通常所提供的彈性模量和泊桑(松)比，只是在一定條件下的平均值。

　　土建計量講義：巖石的強度

　　巖石的強度是巖石抵抗外力破壞的能力，也以“帕斯卡”為單位，用符號Pa表示。巖石受力作用破壞，表現為壓碎、拉斷和剪切等，故有抗壓強度、抗拉強度和抗剪強度等。

　　a.抗壓強度。抗壓強度是巖石在單向壓力作用下抵抗壓碎破壞的能力，是巖石最基本最常用的力學指標。在數值上等于巖石受壓達到破壞時的極限應力。抗壓強度主要與巖石的結構、構造、風化程度和含水情況等有關，也受巖石的礦物成分和生成條件的影響。

　　所以，巖石的抗壓強度相差很大，膠結不良的礫巖和軟弱頁巖小于20MPa，堅硬巖漿巖大于245MPa.

　　b.抗拉強度。抗拉強度是巖石抵抗拉伸破壞的能力，在數值上等于巖石單向拉伸破壞時的最大張應力。巖石的抗拉強度遠小于抗壓強度，故當巖層受到擠壓形成褶皺時，常在彎曲變形較大的部位受拉破壞，產生張性裂隙。

　　c.抗剪強度。抗剪強度是指巖石抵抗剪切破壞的能力，在數值上等于巖石受剪破壞時的極限剪應力。在一定壓應力下巖石剪斷時，剪破面上的最大剪應力，稱為抗剪斷強度，其值一般都比較高。抗剪強度是沿巖石裂隙或軟弱面等發生剪切滑動時的指標，其強度遠遠低于抗剪斷強度。

　　三項強度中，巖石的抗壓強度最高，抗剪強度居中，抗拉強度最小。抗剪強度約為抗壓強度的10%～40%，抗拉強度僅是抗壓強度的2%～16%.巖石越堅硬，其值相差越大，軟弱巖石的差別較小。巖石的抗壓強度和抗剪強度，是評價巖石(巖體)穩定性的主要指標，是對巖石(巖體)的穩定性進行定量分析的依據之一。

　　土建計量講義：土的主要性能參數

　　①土的含水量。

　　②土的飽和度。土的飽和度是土中被水充滿的孔隙體積與孔隙總體積之比，飽和度Sr越大，表明土孔隙中充水愈多。Sr<50%是稍濕狀態，Sr在50%～80%之間是很濕狀態，Sr>80%是飽水狀態。

　　③土的孔隙比。是土中孔隙體積與土粒體積之比，反映天然土層的密實程度，一般孔隙比小于0.6的土是密實的低壓縮性土，大于1.0的土是疏松的高壓縮性土。

　　④土的孔隙率。

　　⑤土的塑性指數和液性指數碎石土和砂土為無黏性土，緊密狀態是判定其工程性質的重要指標。顆粒小于粉砂的是黏性土，黏性土的工程性質受含水量的影響特別大。

　　黏性土的界限含水量，有縮限、塑限和液限。液限和塑限的差值稱為塑性指數，它表示黏性土處在可塑狀態的含水量變化范圍。塑性指數愈大，可塑性就愈強。黏性土的天然含水量和塑限的差值與塑性指數之比，稱為液限指數。液限指數愈大，土質愈軟。

　　土建計量講義：土的力學性質

　　土的力學性質主要是壓縮性和抗剪強度。土的壓縮性是土在壓力作用下體積縮小的特性。在土的自重或外荷載作用下，土體中某一個曲面上產生的剪應力值達到了土對剪切破壞的極限抗力時，土體就會沿著該曲面發生相對滑移而失穩。土對剪切破壞的極限抗力稱為土的抗剪強度。

　　土建計量講義：濕陷性黃土

　　在天然含水量時一般呈堅硬或硬塑狀態，具有較高的強度和低的或中等偏低的壓縮性，但遇水浸濕后，強度迅速降低，有的即使在其自重作用下也會發生劇烈的沉陷。濕陷性黃土受水浸濕后，在其自重壓力下發生濕陷的，稱為自重濕陷性黃土。而在其自重壓力與附加壓力共同作用下才發生濕陷的，稱為非自重濕陷性黃土。

　　土建計量講義：地震震級

　　地震是依據所釋放出來的能量多少來劃分震級的。釋放出來的能量越多，震級就越大。中國科學院將地震震級分為五級：微震、輕震、強震、烈震和大災震。目前國際通用的李希特—古登堡震級是以距震中100km的標準地震儀所記錄的最大振幅的μm的對數表示。如記錄的最大振幅是10mm，即10000μm，取其對數等于4，則為4級地震。

　　土建計量講義：震級與烈度的關系

　　一次地震只有一個震級，但震中周圍地區的破壞程度，隨距震中距離的加大而逐漸減小，形成多個不同的地震烈度區，它們由大到小依次分布。但因地質條件的差異，也可能出現偏大或偏小的烈度異常區。

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