岩體的工程性質

在天然岩體中設計和建造各種工程構築物時所必須掌握的岩體物理、力學等工程特性。

簡介

在天然岩體中設計和建造各種工程構築物時所必須掌握的岩體物理、力學等工程特性。常以下列指標表達：①物理性質指標：比重、比熱、熱傳導係數、熱膨脹係數、電阻率、吸水率、飽水率、滲透係數、波導性等；②狀態指標：容重、孔隙或裂隙率、孔隙比、完整性係數、含水量、飽和度、風化程度指數等；③力學性質指標：彈性模量、泊松比、結構面法向剛度、剪下剛度、粘滯係數、抗壓強度、抗拉強度、抗剪強度等；④易變性指標：浸水軟化係數、抗凍穩定性係數等；⑤化學指標：溶解度等；⑥岩體質量指標：有效岩心採取率、岩體質量係數等。

岩體成分

岩體成分多種多樣，使岩體的工程性質差異很大（見岩石和岩體）。如石英岩抗壓強度可達數千兆帕，而軟弱的粘土岩抗壓強度則低至數兆帕。這種差異還在很大程度上與其中的軟弱物質和膠結物有關。如雲母類礦物對岩漿岩和變質岩的強度有較大的影響，親水性很強的粘土礦物對沉積岩強度和變形性也有很大影響。當岩體內濕度變化時，易使岩體力學性質發生變化。沉積岩岩體的力學性質，很大程度上決定於其膠結物的性質,按膠結強度大小依次為:矽質、鐵質、鈣質、粘土質。其抗風化能力大體亦是如此。矽質膠結的岩石強度極高，抗風化能力極強，不易受環境因素變遷的影響；而粘土質的岩石強度較低，抗風化能力很弱。
岩體結構　在斷層、節理、層理、片理等結構面切割下，易形成不連續結構。對岩體變形、破壞等工程性質有很大影響。被節理、裂隙等結構面切割的碎裂岩體的工程性質遠遠低於岩塊的工程性質，且具有明顯的各向異性。

環境因素

主要指地應力及地下水作用。隨地應力增高，變形模量和強度隨之增高，岩體結構的影響也逐漸消失。地下水的影響表現在兩個方面:①孔隙-裂隙水壓力作用；②軟化作用。隨著孔隙－裂隙水壓力增大或含水量增加，岩體變形模量和抗壓強度將顯著降低。對於軟弱岩體，這一效應尤為明顯。岩體中溫度作用也是很可觀的，岩體中應力隨溫度升降而增減，它是表層岩體中地應力的一個組成部分，同時，也是岩體物理風化的一個重要因素。
在工程套用中分為定性的和定量的兩類。定性指標可用於規劃和初步設計階段技術方案比較和經濟概算，如評價岩體質量、岩體工程地質評價和分類及工程地質條件的對比等。定量指標可用於技術設計和施工圖設計階段的岩體的力學與分析計算工作，如分析岩體在工程作用下的變形、破壞、滲漏及其對工程穩定性的影響等。

岩體工程性質指標

可通過三個途逕取得：①試塊室內試驗；②野外原位試驗；③工程作用下岩體變形的原型觀測。不論通過那種途徑，都必須與岩體的地質特性，即岩性、結構、環境條件的研究相結合。試塊室內試驗、野外原位試驗以及原型觀測所取得的資料都只能代表試驗、觀測地點某一地質單元的工程性質。因此，綜合性地質分析是岩體的工程性質研究的基礎，貫穿於研究工作的始終（見岩體力學試驗和測試）。