矿物是具有一定化学组成的天然化合物,它具有稳定的相对界面和结晶习性。由内部结晶习性、化学键、化学成分、结合的紧密度等因素决定出岩石的一些性质称为岩石的物理性质。岩石的物理性质指标有比重、密度(或重度)、孔隙率、吸水率、硬度、电阻率、比热,以及热传导系数和声波特性参数等等。其中最为常用的物理性质指标有岩石的比重,岩石的密度、岩石的孔隙率和吸水率等。
1.岩石的相对密度(比重)
岩石的相对密度(比重)是指在4℃时岩石的质量与同体积的纯水的质量之比,为一无量纲量。其常见范围为2.6~2.9。
式中ds——相对密度(比重);
Gs——岩石固体部分质量(g) ;
Vs——岩石固体部分体积(不含孔隙) (cm3);
ρw——水的(4℃)质量密度(g/cm3) 。
2.岩石的质量密度
岩石的质量密度是指单位体积的岩石质量,单位为g/cm3,其常见范围为2.1~2.7 。
式中ρ——岩石的质量密度(g/cm3) ;
G——岩石的总质量(g) ;
V——岩石总体积(cm3)。
岩石孔隙中完全没有水存在时的质量密度,称为干密度。岩石中孔隙全部被水充满时的质量密度,称为饱和密度。
3.岩石的孔隙率(n)
岩石的孔隙率是指岩样中的孔隙体积与岩样总体积之百分比。岩石的孔隙率愈大,其力学性质愈差。
式中n——岩石的孔隙率;
VV——岩样中孔隙和裂隙的体积(cm 3);
V——岩样总体积(cm3)。
坚硬岩石的孔隙率一般小于3%,而砾岩和砂岩等多孔岩石的孔隙率较大。
4.岩石的吸水率
吸水率是指在自然条件下,岩样中所含有的水分质量与干岩样的质量百分比,其表达式为
式中w1——岩石吸水率(%);
Gw1——吸水质量(g);
GS——干岩样的质量(g) 。
岩石的吸水率与岩石的孔隙大小和张开程度等因素有关,它反映了岩石在常压条件下的吸水能力。岩石的吸水率大,则水对岩石的浸蚀和软化作用就强。
5.岩石的饱水率
岩石的饱水率是指在高压水或抽真空或煮沸条件下岩样吸水饱和后,吸入的水质量与干岩样质量之百分比,其表达式为
式中w2——岩石饱水率(%);
Gw2——吸水质量(g) ;
GS——干岩样的质量(g) 。
6.岩石的饱水系数
岩石的饱水因数是其吸水率与饱水率之比,其表达式为
式中Kw—饱水系数;
w1——岩石吸水率(%);
w2——岩石饱和吸水率(%)。
岩石的饱水系数越大,岩石的抗冻性越差。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。