До основних показників стану гірських порід в інженерній геології відносяться:
Щільність - маса одиниці об'єму гірської породи природного складання і вологості, чисельно рівна відношенню маси породи до її об'єму:. т / м 3. г / см 3.
Щільність сухої породи - маса одиниці об'єму твердої частини породи природного складання, чисельно рівна відношенню маси мінерального скелета до її об'єму:. т / м 3. г / см 3.
Щільність мінеральних частинок - маса мінерального скелета породи в одиниці його обсягу, чисельно рівна відношенню маси мінеральних часток до їх обсягу:. т / м 3. г / см 3.
Пористість - це відношення об'єму пор до всього обсягу гірської породи.
Частка (обсяг) мінеральних часток в обсязі V породи дорівнює відношенню обсягу мінерального скелета Vc до всього обсягу породи Vo
n = 1-m. де n - обсяг пір; m - обсяг твердого тіла.
З урахуванням . величину n (обсяг пір) можна виразити через щільності породи:
Коефіцієнт пористості - це відношення об'єму пор в гірської породи до об'єму її твердої частини. частки одиниць. Може бути більш 100% (1,0 дол.ед.).
Пористість і коефіцієнт пористості пов'язані між собою співвідношеннями:; .
Також можна висловити коефіцієнт пористості:
Всі показники взаємопов'язані, і можуть бути виражені (знайдено) через інші показники властивостей.
При інженерно-геологічної оцінки гірських порід використовуються наступні показники вологості:
а) вагова вологість W - відношення маси води qв. заповнює пори породи, до маси сухої породи qс: або, розділивши чисельник і знаменник на Vo. маємо:. %, Частки одиниць, може бути більш 100%
б) об'ємна вологість Wo - відношення обсягу води Vв в порах до обсягу Vo цієї породи:; враховуючи що ; маємо:; або через вагову вологість: (тому що);
в) коефіцієнт водонасичення G - відношення води Vв в гірській породі до обсягу пір Vп. . ;
за величиною G = 0 ¸ 1,0 виділяють породи: маловологі (0 ¸ 0,5); вологі (0,5 ¸ 0,8); водонасичені (> 0,8).
Зразок породи V0 і масою q0 після висушування при температурі 105 ° С займає об'єм Vс і важить qс. Визначити щільність, щільність сухої породи, щільність мінеральних часток, пористість, коефіцієнт пористості, вагову вологість, об'ємну вологість і коефіцієнт водонасичення.
Приклад виконання розрахунків:
Зразок породи V0 = 56 см 3 і масою q0 = 99,67 г після висушування при температурі 105 ° С займає об'єм Vс = 28,85 см 3 і важить qс = 78,48 г.
1. Щільність - маса одиниці об'єму гірської породи природного складання і вологості, чисельно рівна відношенню маси породи до її об'єму: г / см 3.
2. Щільність сухої породи - маса одиниці об'єму твердої частини породи природного складання, чисельно рівна відношенню маси мінерального скелета до її об'єму: г / см 3.
3. Щільність мінеральних частинок - маса мінерального скелета породи в одиниці його обсягу, чисельно рівна відношенню маси мінеральних часток до їх обсягу: г / см 3.
4. Пористість - це відношення об'єму пор до всього обсягу гірської породи.
5. Коефіцієнт пористості - це відношення об'єму пор в гірської породи до об'єму її твердої частини.
6. Вагова вологість W - відношення маси води qв. заповнює пори породи, до маси сухої породи qс: частки одиниць або 27,0%, може бути більш 100%
7. Об'ємна вологість Wo - відношення обсягу води Vв в порах до обсягу Vo цієї породи: або дол.ед. або 37,8%.
8. Коефіцієнт водонасичення G - відношення обсягу води Vв в гірській породі до обсягу пір Vп:
За величиною G = 0 ¸ 1,0 виділяють породи: маловологі (0 ¸ 0,5); вологі (0,5 ¸ 0,8); водонасичені (> 0,8), отже розглянута порода є вологою.