第二节　岩石基本物理力学性质

一、物理性质试验

为获取岩石的基本物理性质指标，对现场采集的岩石进行了岩石块体密度、颗粒密度、含水率、孔隙率、吸水率和饱和吸水率试验。

岩石块体密度——采用量积法测定；

岩石颗粒密度——采用比重瓶法测定；

岩石含水率——采用烘干法测定；

岩石吸水率——采用自由浸水法测定；

岩石饱和吸水率——采用真空抽气法测定；

岩石的孔隙率——依据试样的密度比重与含水率计算得出。

二、单轴压缩试验

为获得岩石的基本力学性质指标，在室内对灰质泥岩进行天然、干、湿状态下的单轴压缩试验。

1．试验仪器

（1）YAW6206微机控制电液伺服压力试验机，见图1－2－3。

（2）惠斯顿电桥、万用表、兆欧表。

（3）电阻应变仪。

2．试验步骤

将表面贴有电阻应变片的试件置于试验机承压板中心（图2－2－3），调整球形座，使试件受力均匀，以0．5～1．0MPa/s的速度加荷，逐级测读荷载与应变值，直至试样破坏。

3．力学参数求取

岩石单轴抗压强度计算公式如下

各级应力计算公式如下

岩石平均弹性模量和平均泊松比计算公式如下

岩石物理性质试验成果见表2－2－2。

三、物理力学试验结果与分析

由于软岩具有遇水膨胀、崩解的特性，因而在试验过程中按常规对岩样进行抽气饱水比较困难，多采用低压抽气长时间浸泡岩样，然后测试岩石的湿抗压强度、弹性模量、变形模量及抗剪强度等指标。对常规抽气饱水和低压抽气长时间浸泡岩样的含水率及孔隙比等物性指标对比，饱和状态与湿状态的指标比较接近，由此也可以说明湿状态的力学成果与饱和状态的也很接近，以下对岩石饱和状态下的地质评价可以引用湿状态下的物理力学试验成果。通过试验获得的岩石物理力学性质指标见表2－2－2。

从试验成果统计的情况来看，第三系砂质泥岩，干燥状态下单轴抗压强度为8．5～12．1MPa，湿单轴抗压强度为0．1～1．6MPa，软化系数为0．02～0．33；干燥状态下弹性模量为3．30GPa，湿弹性模量接近于0．003～1．30GPa。其湿抗压强度、湿弹性模量明显低于天然状态，属于易软化岩石，水的作用对其力学强度影响显著。

白垩系泥岩，在干燥状态和天然状态下，其平均单轴抗压强度为18．5～37．3MPa和20．2～23．7MPa，弹性模量和变形模量也相对较高。但饱和状态下其平均抗压强度仅4．3～8．5MPa，明显低于干燥状态和天然状态；软化系数0．22～0．37，最低仅0．1。同样弹性模量和变形模量也具有相似的规律性，岩石遇水软化特性明显。