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考點(diǎn)：巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)【視頻解讀>>】

巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)包括物理性質(zhì)、水理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)三個(gè)主要方面。巖石的物理性質(zhì)包括密度、相對密度、孔隙率等;巖石的水理性質(zhì)包括吸水性、透水性、溶解性、軟化性和抗凍性；巖石的力學(xué)性質(zhì)則包括巖石的強(qiáng)度指標(biāo)即抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度（抗剪斷強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗切強(qiáng)度）和巖石的變形指標(biāo)（彈性模量、變形模量、泊松比）。

就大多數(shù)的工程地質(zhì)問題來看，巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)，主要決定于巖體內(nèi)部裂隙系統(tǒng)的性質(zhì)及其分布情況，但巖石本身的性質(zhì)也起著重要的作用。

巖石的抗壓強(qiáng)度最高，抗剪強(qiáng)度居中，抗拉強(qiáng)度最小。巖石越堅(jiān)硬，其值相差越大。巖石的抗剪強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度是評價(jià)巖石穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。

影響巖石工程地質(zhì)性質(zhì)的因素是多方面的，但歸納起來，主要有兩個(gè)方面：一個(gè)是巖石的地質(zhì)特征，如巖石的礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及成因等；另一個(gè)是巖石形成后所受外部因素的影響，如水的作用及風(fēng)化作用等。因此，在進(jìn)行公路工程地質(zhì)勘察時(shí)，對巖石的成因、年代、名稱、顏色、主要礦物、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、風(fēng)化程度和巖層厚度等應(yīng)給予重視。

1．礦物成分

巖石是由礦物組成的，巖石的礦物成分對巖石的物理力學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生直接影響。

從工程要求來看，大多數(shù)巖石的強(qiáng)度相對來說都是比較高的。所以，在對巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行分析和評價(jià)時(shí)，更應(yīng)該注意那些可能降低巖石強(qiáng)度的因素，如石灰?guī)r、砂巖中黏土類礦物的含量是否過高。石灰?guī)r和砂巖，當(dāng)黏土類礦物的含量>20%時(shí)，就會直接降低巖石的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

從巖石礦物組成來看，屬于硬巖的有巖漿巖的全部，沉積巖中的硅質(zhì)、鐵質(zhì)及鈣質(zhì)膠結(jié)的碎屑巖、石灰?guī)r、白云巖，變質(zhì)巖中的石英巖、片麻巖、大理巖等;屬于軟巖的有沉積巖中的黏土巖及黏土含量高的碎屑巖、化學(xué)沉積巖，變質(zhì)巖中的千枚巖、片巖等。

2．結(jié)構(gòu)

巖石的結(jié)構(gòu)特征，是影響巖石物理力學(xué)性質(zhì)的一個(gè)重要因素。根據(jù)巖石的結(jié)構(gòu)特征，可將巖石分為兩類：一類是結(jié)晶聯(lián)結(jié)的巖石，如大部分的巖漿巖、變質(zhì)巖和一部分沉積巖，另一類是由膠結(jié)物聯(lián)結(jié)的巖石，如沉積巖中的碎屑巖等。

結(jié)晶聯(lián)結(jié)是由巖漿或溶液結(jié)晶或重結(jié)晶形成的。礦物的結(jié)晶顆?？恐苯咏佑|產(chǎn)生的力牢固地聯(lián)結(jié)在一起，結(jié)合力強(qiáng)，孔隙度小，較膠結(jié)聯(lián)結(jié)的巖石具有更高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。結(jié)晶聯(lián)結(jié)的巖石，結(jié)晶顆粒的大小對巖石的強(qiáng)度有明顯影響，一般晶粒越大強(qiáng)度越低，反之則高。

3．構(gòu)造

構(gòu)造對巖石物理力學(xué)性質(zhì)的影響，主要是由礦物成分在巖石中分布的不均勻性和巖石結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性所決定的。前者是指某些巖石所具有的片狀構(gòu)造、板狀構(gòu)造、千枚狀構(gòu)造、片麻構(gòu)造以及流紋構(gòu)造等。巖石的這些構(gòu)造，往往使礦物成分在巖石中的分布極不均勻。

巖石受力破壞和巖石遭受風(fēng)化，首先都是從巖石的這些缺陷中開始發(fā)生的。后者是指不同的礦物成分雖然在巖石中的分布是均勻的，但由于存在著層理、裂隙致使巖石結(jié)構(gòu)的連續(xù)性與整體性受到一定程度的影響，從而使巖石的強(qiáng)度和透水性在不同的方向上發(fā)生明顯的差異。

4．水

巖石飽水后強(qiáng)度降低。當(dāng)巖石受到水的作用時(shí)，水就沿著巖石中可見和不可見的孔隙、裂隙浸入，浸濕巖石自由表面上的礦物顆粒，并繼續(xù)沿著礦物顆粒間的接觸面向深部浸入，削弱礦物顆粒間的聯(lián)結(jié)，使巖石的強(qiáng)度受到影響。

5．風(fēng)化

風(fēng)化是在溫度、水、氣體及生物等綜合因素影響下，改變巖石狀態(tài)、性質(zhì)的物理化學(xué)過程。它是自然界最普遍的一種地質(zhì)現(xiàn)象。

風(fēng)化作用促使巖石的原有裂隙進(jìn)一步擴(kuò)大，并產(chǎn)生新的風(fēng)化裂隙，使巖石礦物顆粒間的聯(lián)結(jié)松散和使礦物顆粒沿解理面崩解。

風(fēng)化作用的這種物理過程,能促使巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和整體性遭到破壞,孔隙度增大，密度減小，吸水性和透水性顯著增高，強(qiáng)度和穩(wěn)定性大為降低。隨著物理過程的加強(qiáng)，則會引起巖石中的某些礦物發(fā)生次生變化，從根本上改變巖石原有的工程地質(zhì)性質(zhì)。