岩土工程性质
第四章岩土体工程性质
一、名词解释（6）
1. 岩石风化作用p74
岩石形成后，地表附近的完整岩石，会在温度、水溶液、气体及生物等自然因素作用下，逐渐产生裂隙、发生机械破碎和矿物成分的改变，丧失完整性，这个过程称为岩石风化作用。
2. 物理风化作用p74
岩石在自然因素作用下发生机械破碎，而无明显成分改变的风化作用称物理风化作用，又称机械风化作用。
3?化学风化作用p74
岩石在自然因素作用下发生化学成分改变，从而导致岩石破坏为化学风化作用。
4. 生物风化作用p75
岩石风化过程有生物活动的参与称生物风化，如岩石裂隙中生长的树，随着树的生长，根系发育延伸，岩石被劈裂，即属生物物理风化；岩石表面生长的地衣分泌有机酸腐蚀岩石，使其分解，即属生物化学风化。
5. 风化程度p76
岩石风化后工程性质改变的程度。
6. 饱和重度p77
天然状态下，单位体积岩石土中包括固体颗粒、一定的水和孔（裂）隙三部分，若水把所有孔隙充满，则为岩土的饱和重度。
7?岩石吸水率p79
在常压条件下，岩石浸入水中充分吸水，被吸收的水质量与干燥岩石质量之比为吸水率。
&液性指数p82
黏性土的天然含水率和塑限的差值与塑性指数之比。
9. 弹性模量p85
岩石的弹性模量是变形曲线弹性段（直线段）的斜率。
10. 岩体p86
岩体通常是指由各种岩石块体和不连续面组合而成的“结构物”。
11. 结构面P87
岩体被不连续界面分割，这些不连续界面被称为岩体的结构面。
二、单选（22）
1. 冰劈作用是（）。p74
A ?物理风化
B ?生物风化C.化学风化 D ?差异风化
2?因强烈蒸发使地下水浓缩结晶，导致岩石裂缝被结晶力扩大，叫做（）。P74
A .热胀冷缩作用
B .盐类结晶作用C.冰劈作用 D .碳酸化作用
3. 黄铁矿在空气或水中生
成褐铁矿，在化学风化中应属于（）。P75
A .溶解作用
B .水化作用C.氧化作用 D .碳酸化作用
4. 硬石膏转变成石膏体积增大 1.5倍，使岩石破坏，在化学风化中应属于（）°P75
A .溶解作用
B .水化作用C.氧化作用 D .碳酸化作用
5. 生物物理风化的主要类型是（）。P75
A ?冰劈作用
B ?热胀冷缩作用
C ?盐类结晶作用
D ?根劈作用
6. 抗风化能力最强的矿物是（）。P75
A .正长石
B .斜长石
C .石英
D .方解石
7. 影响岩石风化的内部因素是（）。p75?76
A .湿度和压力
B .化学活泼性流体
C .岩石性质和地质构造
D .矿物的联结力
&岩石浸水后强度降低的性能叫做岩石的（）。P81
A .吸水性
B .软化性
C .可溶性
D .崩解性
9. 土的含水率是指（）。P82
A .土中水的质量与土粒质量之比
B .土中水的质量与土体总重量之比
C. 土中水的体积与土粒体积之比 D .土中水的体积与土体总体积之比
10. 判别黏性土软硬状态的指标是（）。P83
A .塑性指数
B .液限
C .液性指数
D .塑限
11. 岩石的强度指标，通常是用岩石的（）来表示。P83
A .抗压强度
B .抗拉强度C.抗剪强度 D .抗扭强度
12. 在缺乏试验资料时，岩石的抗拉强度一般可取为抗压强度的（）。P84
A . 1/2 ?1/5
B . 1/10 ?1/20
C . 2 ?5 倍
D . 10 ?20 倍
13. 岩石在单轴压力下变形，其横向应变与纵向应变的比值叫做（）。P85
A .弹性模量
B .变形模量C.塑性模量 D .泊松比
14. 层理是（）结构面。P87
A .原生
B .构造C.次生D .变质
15. 次生结构面的常见代表是（）。P87
A. 冷缩节理、层理、片理 B .张节理、剪节理、断层
C.风化裂隙、爆破裂隙、御荷裂隙、溶蚀裂隙 D .不整合接触界面
16. 岩体工程性质不仅取决于组成它的岩石，更主要是取决于它的（）。P87
A .结构体形态B.矿物成份C.不连续性 D .岩石构造
17. 岩体结构是指（）。p89
A .结构面和结构体的组合形式B.岩石块体的大小和形态
C.结构面的空间分布状况
D.岩体各向异性的持征
18. （）、块状结构、层状结构、碎裂结构、散体结构是结构体的五大类型。P89
A .砾石结构
B .砂状结构C.粗粒结构 D .整体结构
19. 在岩体结构类型中，构造变动中等、具中厚层状的沉积岩应属于（）。P89
A .块状结构
B .层状结构C.碎裂结构 D .散体结构
20 .粒径范围在0.075?2mm内的土属于（）。P90
A .细砾土
B .砂土C.粉土D .黏土
21 .岩石经风化作用而残留在原地的碎屑堆积物称为（）。P90
A .风积土
B .坡积土
C .崩积土
D .残积土
22. 硅质石英砂岩的主要工程力学持征之一是具有较高的（）。P91
A .强度
B .可溶性C.膨胀性D .崩解性
23. 岩石单轴饱和抗压强度为5?15MPa时，被称为（
）。P91
A .较坚硬岩
B .较软岩
C .软岩
D .极软岩
24. 按岩石坚硬程度的定性划分，未风化的泥岩属于（ A .较坚硬岩
B .较软岩
C .软岩
D .极软岩
25.
我国工程岩体分级标准中，确定岩石坚硬程度的指标是（
）。P93
A .单轴饱和抗压强度
B .抗拉强度
C .变形模量
D .凝聚力
三、多选（11） 某一题内蓝色字为不选项，红色字为选择项
1.岩石风化是因为（
）。p74
A .岩石长期暴露在地表或近地表
B. 地表岩石长期受空气、温度、压力、水溶液的影响
C. 自然因素使地表岩石产生破碎或成分改变 D .岩石性质不能适应所处的物理、化学环境
2.
根据岩石风化破碎方式不同，可以把风化作用分为（
）。p74
A .物理风化
B .化学风化
C .生物风化
D .差异风化
5.
岩石破坏是因为（ ）。P85
A .在外力作用下岩石变形超过其极限值 B. 在外作用下岩石微裂隙扩展联成破裂面 C. 岩石中应力超过岩石的强度极限 D .在外力作用下岩石内开始出现微裂隙 6.
土的抗剪强度指标由（ ）共同组成。P86 A .内摩擦角 B .粘聚力
C .剪切波速
D .以上全部 7.
以下属于结构面的是（ ）。P87
A .岩层层面
B .软弱夹层
C .节理
D .断层
&以下属于构造结构面的是（
）。P87 A .岩层层面 B .软弱夹层
C .节理
D .断层
9. 工程常用的结构面发育程度等级分为（
）。P87 A .不发育 B .较发育 C .发育 D .很发育
10. 结构面的连续性对岩体的（ ）性质有很大的影响。
P88 A .变形 B .强度 C .渗透性
D .相对密度
11.
在《土的分类标准》（GBJ145 — 90）中，按土的颗粒分类，细粒土粒组包括 （ ）
。 P89
A .细砾土
B .砂土
C .粉土
D .黏土
）。P91
3. 常见的化学风化作用有（ A .溶解作用 B .水化作用
4. 评价岩石抗冻性的指标有（
A .软化系数
B .饱和系数 ）。p74
C .氧化作用
D .碳酸化作用
）。P81?82
C .重量损失率
D .强度损失率
四、改错（6）
1.风化是指长期暴露地表的岩石被风吹化了。P74
风化是指，岩石形成后，地表附近的完整岩石，在温度、水溶液、气体及生物等自然因素作用下，逐渐产生裂隙、发生机械破碎和矿物成分的改变，丧失完整性的过程。
2 ?雨量充沛的潮湿炎热气候区以物理风化为主。P75
雨量充沛的潮湿炎热气候区则以化学风化为主。
3?—般情况下岩浆岩比沉积岩和变质岩抗风化能力强。P75
一般情况下沉积岩比岩浆岩和变质岩抗风化能力强。
4?岩土中孔隙体积与岩土总体积之比称孔隙比。P79
岩土中孔隙体积与岩土总体积之比称孔隙度（多用百分数表示）。/岩土中孔隙的体积与固体颗粒体积之比称岩土的孔隙比（多以小数表示）。
5. 岩石的透水性是指饱水岩石在重力作用下能自由流出一定水量的性能。P80
透水性是指岩石容许水透过的能力，用渗透系数K表示。
6. 岩体是指岩石整体。P86?87
岩体通常是指由各种岩石块体和不连续面组合而成的“结构物”，具有不连续性、非均
质性和各向异性的特点。
五、简答（6）
1.如何确定岩石的风化程度？p76
确定岩石的风化程度主要依据野外观察岩石中矿物颜色变化、矿物成分改变、岩石破碎
程度和岩石强度降低四方面的特征而定的。
2 ?防止岩石风化作用发展的主要措施有哪些？p77
防止岩石风化作用发展的措施之一是向岩石孔隙、裂隙灌注各种浆液，提高岩石整体性
和强度，增强岩石抗风化能力；措施之二是在岩石表层绿化、喷抹水泥砂浆、沥青或石灰水
泥砂浆封闭岩面，防止空气、水分与岩石接触或渗入其中。
3. 对岩石工程性质进行评述，应评述哪些内容？p77?86
物理性质：包括密度和重度、固体密度和相对密度、空隙性（孔隙度、裂隙率、孔隙比）；水理性质：包括吸水性（吸水率、饱和吸水率与饱和系数）、透水性（渗透系数）、软化性（软化系数）、抗冻性（岩石强度损失率和岩石重量损失率）；力学性质：包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、弹性模量、泊松比、波速；风化程度。
4. 结构面的定量指标包括哪些？p88
结构面的定量指标，主要有方位、间距、延长、连续性、形态、张开度等。
5. 简述岩体、结构体、岩体结构的概念。P86、
87、89、149
岩体通常是指由各种岩石块体和不连续面组合而成的“结构物”，具有不连续性、非均
质性和各向异性的特点。
结构面包围的岩块被称为结构体。
结构面与结构体的组合关系称为岩体结构。
6. 岩石和岩体有何区别？p2、86
岩石是矿物或火山玻璃的天然集合体。岩体通常是指由各种岩石块体和不连续面组合而
成的“结构物”。岩石与岩体的区别在于岩体中存在结构面。
7. 土按成因类型分类可以分为哪几种？p90
残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、风积土及崩积土等。
六、读图
七、论述（2）
1 ?根据岩石的地质特征评述沉积岩的工程性质。
分析成分（p16 ）、胶结类型和成分（p17 ）、层理构造（p14 ）、抗风化能力（P75?76）等对沉积工程性质，如物理、水理、力学性质（p81 ）的影响：
影响岩石工程地质性质的因素主要是组成岩石的矿物成分、岩石的结构、构造和岩石的
风化程度（P12?14）。沉积岩的成分主要是石英、长石、较为坚硬的原岩碎屑，及新生成的与新环境相适应的稳定矿物（P16）。碎屑岩中胶结物的成分和胶结方式对其工程性质有
着显著影响，造成工程性质的差异（P17）。层理导致岩石的各向异性，层面往往成为其软
弱面（P14）。一般沉积岩具有高的孔隙度，削弱了岩石的强度。富含黏土矿物、孔隙度大的岩石，软化性大（P81）。沉积岩的强度具有明显的各向异性，垂直于层理方向的抗压强度最大。一般情况下沉积岩比岩浆岩和变质岩抗风化能力强，风化程度较低，工程性质较好（P75?76）。
（1）沉积岩的矿物成分：经过沉积岩四个形成作用过程后，原岩中许多矿物已风化分解消失，只有石英、长石等少数矿物保存下来，此外，也常见较为坚硬的原岩碎屑。在沉
积物向沉积岩转化过程中，生成了与新环境相适应的稳定矿物，如方解石、白云石、黄铁矿、海绿石、黏土矿物、磷灰石、石膏、重晶石、蛋白石和燧石等。P16
（2）沉积岩的结构：根据结构把沉积岩划分为碎屑岩类、黏土岩类、化学和生物化学
岩类。其中碎屑岩中胶结物的成分和胶结方式对其工程性质有着显著影响。P17基底式胶结胶结紧密，岩石强度由胶结物成分控制，硅质最强，铁质、钙质次之，碳质较弱，泥质最差。孔隙式胶结的碎屑岩工程性质受颗粒成分、形状及胶结物成分影响，变化较大。接触式胶结
的胶结方式最差，强度低、孔隙度大、透水性强。P17
（3）沉积岩的构造：沉积岩通常具有层理，层理反映岩石在垂直方向上成分的变化，
即岩石颗粒大小在垂直方向上的改变，不同成分颗粒的交替，或者某些岩石颗粒的定向排列。
层理导致岩石的各向异性。分隔不同岩层的层面标志着沉积作用的短暂停顿或间断，因此，岩体中的层面往往成为其软弱面。P14
（4）沉积岩的孔隙度：岩石的孔隙性削弱了岩石的强度。一般沉积岩具有高的孔隙度（砂岩55%，灰岩0?45%）,随着埋深的增大，沉积岩的孔隙度降低，强度随埋深的增大
而增大。
（5）沉积岩的软化性：软化性取决于岩石中矿物成分和孔隙性，富含黏土矿物、孔隙
度大的岩石，软化性大，软化系数小，如砂岩、页岩、泥岩。P81
（6）沉积岩的强度：沉积岩的强度具有明显的各向异性。垂直于层理方向的抗压强度最大，平行于层理的抗压强度最小，在与层理斜交方向上的抗压强度介于两者之间。
（7）沉积岩的抗风化能力：如果岩石生成的环境和条件与目前地表环境、条件接近，
则岩石抵抗风化能力强，一般情况下沉积岩比岩浆岩和变质岩抗风化能力强。碎屑岩和黏土
岩抗风化能力主要取决于胶结物成份，硅质胶结的比钙质胶结的抗风化能力强。一般均匀、细粒结构岩石比粗粒结构岩石抗风化能力强。从构造上看，具有各向异性的层理、片理状岩
石较致密块状岩石容易风化，而厚层、巨厚层岩石比薄层状岩石更耐风化。P75?76
2?岩石的成因、成份、结构、构造是如何影响岩石风化的？
成因、矿物成分、结构和构造（p71?72）:岩石生成的环境和条件与目前地表环境、条
件接近，岩石抵抗风化能力强。组成岩石的矿物成分的化学稳定性和矿物种类的多少，是决定岩石抵抗风化能力的重要因素。一般均匀、细粒结构岩石比粗粒结构岩石抗风化能力强，具有各向异性的层理、片理状岩石较致密块状岩石容易风化。
（1）成因：岩石成因反映它生成时的环境和条件。风化作用实质上是由于岩石生成时的环境和条件与目前它所处的环境和条件的差异造成的。如果岩石生成的环境和条件与目前
地表环境、条件接近，则岩石抵抗风化能力强，反之则容易风化。因此，喷出岩比浅成岩抗风化能力强，浅成岩又比深成岩抗风化能力强。一般情况下沉积岩比岩浆岩和变质岩抗风化
能力强。（2 ）矿物成分：组成岩石的矿物成分的化学稳定性和矿物种类的多少，是决定岩石抵抗风化能力的重要因素。按照矿物化学稳定性顺序，石英化学稳定性最好，抗风化能力最强；其次是正长石、酸性斜长石、角闪石和辉石；而基性斜长石、黑云母和黄铁矿等矿物是很容易被风化的。一般来说深色矿物风化快，浅色矿物风化慢。碎屑岩和黏土岩抗风化能力主要取决于胶结物成份，硅质胶结的比钙质胶结的抗风化能力强。一般情况下，单矿岩比复
矿岩抗风化能力强。（3）结构和构造：一般均匀、细粒结构岩石比粗粒结构岩石抗风化能力强，等粒结构比斑状结构岩石耐风化，而隐晶质岩石最不易风化。从构造上看，具有各向异
性的层理、片理状岩石较致密块状岩石容易风化，而厚层、巨厚层岩石比薄层状岩石更耐风
化。
3?举例说明结构面按成因如何分类？结构面对岩体的工程性质有何影响？
P87:原生结构面、构造结构面和次生结构面，结构面在岩体中是力学强度相对薄弱的部位。
结构面按成因可分为原生结构面、构造结构面和次生结构面。
原生结构面又可分为沉积、火成和变质结构面。沉积结构面如层理、层面、软弱夹层等。火成结构面如冷缩节理、侵入岩的流线、流面等。变质结构面如片理面。
构造结构面如构造节理、断层、破劈理等。
次生结构面如风化裂隙、卸荷裂隙、爆破裂隙等。
结构面在岩体中是力学强度相对薄弱的部位，岩体的力学性质及岩体的稳定性，很大程
度上取决于岩体中结构面的工程性质。