知识点2：岩体的工程特性
1.岩石的主要物理性质指标
（1）岩石块体密度和重度
密度ρ（g/cm3）是质量m与体积V的比值，分为天然密度ρ、干密度ρd和饱和密度ρs等，用量积法、蜡封法和水中称量法测定。
ρ=m/V
岩石的重力密度简称重度：γ=ρg
（2）岩石颗粒密度：一般用比重瓶法测定。
岩石颗粒密度ρp是干试样质量ms与岩石固体体积Vs的比值：ρp=ms/Vs
（3）孔隙率
孔隙率n为岩石试样中孔隙体积VV与岩石试样总体积V比值：n=VV/V
孔隙率越大，表示孔隙和微裂隙越多，岩石的力学性质也就越差。
（4）岩石的吸水性：表征岩石吸水性的指标有吸水率、饱和吸水率和饱和系数。
①岩石吸水率ωa（%）是试件在大气压力和室温条件下吸入水的质量ma-md与试件烘干后的质量md的比值：
ωa=（ma-md）/md×100%
式中，ma为试件浸水48h的质量。
②岩石饱和吸水率ωs是试件在强制饱和状态下的最大吸水量与试件烘干后的质量的比值，以百分数表示：
ωs=（mS-md）/md×100%
式中，mS为试件饱和后的质量。
岩石吸水性试验：岩石吸水率试验和岩石饱和吸水率试验。
岩石吸水率采用自由浸水法测定，岩石饱和吸水率采用煮沸法或真空抽气法测定。
③岩石饱和系数Kw：Kw=ωa/ωs
Kw小于0.7的有黏土物质充填的岩石是抗冻的。对于粒状结晶、孔隙均匀的岩石，则认为小于0.8是抗冻的。
（5）岩石的抗冻性：抵抗冻融破坏的性能，常用冻融质量损失率Lf和冻融系数Kf等指标表示。
①冻融质量损失率Lf：Lf=（mS-mf）/mS×100%
②冻融系数Kf
2.《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487—2008）
渗透性等级 | 标准 |
渗透系数似K（cm/s） | 透水率q（Lu） |
极微透水 | K＜10-6 | Q＜0.1 |
微透水 | 10-6≤K＜10-5 | 0.1≤q＜1 |
弱透水 | 10-5≤K＜10-4 | 1≤q＜10 |
中等透水 | 10-4≤K＜10-2 | 10≤q＜100 |
强透水 | 10-2≤K＜1 | q≥100 |
极强透水 | K≥1 |
1Lu相当于渗透系数10-5cm/s。3.围岩稳定性评价
围岩类型 | 围岩稳定性评价 | 支护类型 |
Ⅰ | 稳定。围岩可长期稳定，一般无不稳定块体 | 不支护或局部锚杆或喷薄层混凝土。大跨度时，喷混凝土、系统锚杆加钢筋网 |
Ⅱ | 基本稳定。围岩整体稳定，不会产生塑性变形，局部可能产生掉块 |
Ⅲ | 局部稳定性差。围岩强度不足，局部会产生塑性变形，不支护可能产生塌方或变形破坏。完整的较软岩，可能暂时稳定 | 喷混凝土，系统锚杆加钢筋网。采用TBM掘进时，需及时支护。跨度＞20m时，宜采用锚索或刚性支护 |
Ⅳ | 不稳定。围岩自稳时间很短，规模较大的各种变形和破坏都可能发生 | 喷混凝土、系统锚杆加钢筋网，刚性支护，并浇筑混凝土衬砌。不适宜于开敞式TBM施工 |
Ⅴ | 极不稳定。围岩不能自稳，变形破坏严重 |
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