2014/5/5
1工程地质学
昆明理工大学土木工程系
张家明讲课学时安排
矿物与岩石：10
地质构造：2
岩石与岩体工程地质性质：4
土的工程性质及分类：4
地下水：3
工程地质问题：3
工程地质原位测试：3
工程地质勘察：3总学时：32
第三章岩石与岩体的工程地质性质
3.1 岩石的物理与水理性质及其描述指标
3.2 岩石的强度特性及描述指标
3.4 岩体的工程地质性质3.3 岩石的变形特性及描述指标第三章岩石与岩体的工程地质性质
3.1 岩石的物理与水理性质及其描述指标
3.2 岩石的强度特性及描述指标
3.4 岩体的工程地质性质3.3 岩石的变形特性及描述指标
两个基本概念
岩石（rock）：在长期的地质过程中,由矿物
和岩屑形成的自然集合体。俗称岩块.3.1 岩石的物理与水理性质及其描述指标
岩体岩体（（rockmassormassif）：一定工程范
围内的自然地质体围内的自然地质体。。基本组成：岩块＋
结构面结构面。。此外岩体中还有地下水此外岩体中还有地下水、、瓦斯瓦斯、、
地热等地热等。。岩体是由水岩热气等构成的复
杂体系杂体系。。
Photo © 2002 Xu Zemin
2014/5/5
2Photo © 2012 Xu ZeminPhoto © 2012 Xu Zemin
（１）（１）颗粒密度颗粒密度：岩石的固体物质（骨架）的
质量与其体积的比值，也称比重、相
对密度，用或表示。这个指标
很少使用。s
sd
（2）块体密度：单位体积岩块的质量。分为
干密度、天然密度和饱和密度干密度、天然密度和饱和密度，用，用
表示。国际单位kg/m3。对应指标为
容重（重度-重力密度），单位kNkN/m/m3。（3）含水率：岩石中水的质量与固相颗粒的
质量的比值。用W表示，无量纲。
（4）吸水率：岩石在：岩石在某种条件下某种条件下吸入水的质吸入水的质
量与岩石固体（骨架）的质量之比。
用W（百分数）表示，无量纲。分为
吸水率和饱和吸水率。
吸水率：一个大气压下吸入的水的质
２００８年第３期 （第３６卷） 黑龙江水利科技 Ｈｅｉｌｏｎｇ￣ｉａｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ Ｎｏ．３．２００８ （Ｔｏｄａｌ Ｎｏ．３６）
文章编号：１００７—７５９６（２００８）０３—００９６—０１
岩体风化与岩体工程地质分类
李贵斌‘，朱军
（１．黑龙江省水剞工程二处，哈尔滨１５０３０２；２．黑龙江省水利建设工程监理公司，哈尔滨１５００４０）
摘要：岩体工程地质分类是在工程建设和科学研究中发展起来的，总的趋势是由考虑单因素向多因素过渡，由定性向定量发展 以适应各项工程的需要。文章列举的分类指标，应结合工种设计中的具体情况慎重选用 ，
关键词：岩体；风化类型；工程地质；分类 中图分类号：Ｐ５５ 文献标识码：Ｂ
在众多的水利水电工程中，都要对其岩体进行勘探和试 验。岩石种类繁多，它具有不均匀性、各向异性、不连续性 （各种断裂、如断层、节理、裂隙、层理、夹层）等复杂特性，因
而对于岩石的物理眭质、抗压、抗剪、抗拉强度以及渗透性进
行科学评价是非常必要而且也是相当复杂的问题，下面概述 岩体风化与工程地质分类。
ｌ岩体风化分类
由于受太阳辐射、水、气体、生物等因素的综合作用，其
岩体物理性状、矿物化学成分、力学强度等发生变化的过程 和现象称岩体风化。促使岩体风化的地质作用可分为３种
类型，即物理风化、化学风化和生物风化。按其风化深度和
分布规律又可分为均匀风化（又称正常风化）和不均匀风化。 不均匀风化岩体不仅影响建筑物地基稳定，而且增加地基处 理的难度。
岩体风化程度可参照表１、表２。 表１ 按岩石风化系数划分的岩石风化分带表
表２按裂隙系数、坚固度划分的岩石风化分级表
２岩体体地质分类
按照岩体的物理力学性质和结构特征，划分岩体工程地 质条件的标准。岩体工程地质分类的目的是用以指导工程
地质勘察工作，并为分析评价岩体特性提供依据。
岩体的工程地质分类
为了评价岩体质量，了解硐室及巷道围岩的稳定性，合理选择开挖方案，设计合理的支衬方案，必须正确对岩体进行分类。
大量试验表明，岩体的纵波速度与抗压强度（Re）成近于正比关系（图3.2.1）。
因此，强度高——声速较高。另外，岩石成因类型、结构面特征，风化程度等地质因素直接影响岩体的力学性质，而岩体的力学性质又与声波在岩体中的传播规律有着密切的关系。 岩体进行工程地质分类的声学参数：纵波速度Ｖρ，杨式弹性模量E，完整性参数Ｋŵ、裂隙参数Ｌś、风化系数β、衰减系数α。
1、纵波速度
岩体新鲜、完整、坚硬致密————波速高
岩体破碎、结构面多、风化严重————波速低
2、完整性系数和裂隙系数
完整性系数wK 2石体ppwVVK
裂隙系数sL 222石体石pppsVVVL
Vp石：无裂隙完整岩石的纵波速度；Vp体：有裂隙岩体的纵波速度。
表4.2.1所示，可将岩体分为五个等级
符号 岩质 岩体状态 完整性系数wK 裂隙系数sL
A 极好 岩体新鲜、节理少、无风化 >0.75 <0.25
B 良好 节理稍发育，极少张开，沿节理稍有风化，岩块内部新鲜坚硬
0.5--0.75
0.25--0.5
C 一般 岩块较新鲜，表面稍风化，一部分张开，含有粘土 0.35--0.5 0.5--0.65
D 差 岩块坚硬，节理发育，表面风化，含有泥及粘土 0.2--0.35 0.65--0.8
E 很差 风化变质，岩体显著弱化 <0.20 >0.80
3、风化系数
根据岩体波速随岩体风化而减小的特点： 新风新pppVVV
新pV：新鲜岩体的纵波速度
风pV：风化岩体的纵波速度
根据β，可将岩体分为四级
风化等级 风化程度 岩体状态描述 风化系数β
课程名称 公路工程地质 专业名称
授课教师/职称 授课方式 课堂讲授
授课题目（章、节） 岩石和岩体的工程地质性质
教材及参考书目 教材：齐丽云、徐秀华主编的公路工程地质统遍教材
与罗筠、刘志主编的自编教材。
参考书目：
1、李治平主编，工程地质学；
2、交通职业技术院校路桥专业教学参考书编审组编，试题集及题解。
教学目的与要求：
1.描述地下水的定义和了解地下水的分类；
2、熟悉各类地下水特点及地下水对公路的危害；
3、掌握各类地下水对公路工程的影响。
内容和时间安排、教学方法：
1．内容和时间安排：内容参见以下教案；安排2学时。
2．教学方法：课堂讲授。
教学重点和难点：
1．重点：各类地貌的特征、各类地貌与公路工程的关系。
2．难点：各类地貌的特征。
知识目标：
掌握断裂构造（节理、断层）的基本概念；理解节理、断层的形成；熟悉断层的野外特征，掌握节理、断层对公路工程的影响。
能力与技能目标：
具有描述识别节理、断层的能力；掌握节理、断层对公路工程的影响。
复习思考题、作业题：
作业题：教材中习题(两题)。
第六章 岩石和岩体的工程地质性质
第一节 岩石的工程地质性质
岩石、岩体作为工程地基、围岩或建筑材料，较之疏松土有许多优良特性，如连接牢、变形小、强度大、抗水性强、透水性弱等。
实际上，从工程地质观点看，岩石是矿物的集合体，没有显著软弱面的石质材料；而岩体则是岩石的地质综合体，它被各式各样宏观地质界面分割成大小不等、形态各异、多有一定规律排列的许多块体。从工程地质观点来说，被十分关注的地质界面是那些对工程建筑有重大影响的结构面。它泛指岩体中具有一定产状、两向延展、厚度甚小、力学强度相对低的地质界面，如层面、节理面、断裂面等。显然，岩体工程地质性质，严格受其结构面的控制，而岩石的工程地质性质．则是它的基础。岩石工程地质性质包括物理性质、水理性质及力学性质。
