在工程上常用到的物理性指标有容重、比重、孔隙率、吸水率和饱水率、抗冻性、弹性波传播速度、电性、热学性、放射性等。
容重。岩石的单位体积(包括孔隙体积)的重力。根据含水状态不同,岩石容重可分为干容重、湿容重和饱和容重,一般未说明含水状态时是指湿容重。岩石的容重取决于组成岩石的矿物成分、孔隙大小及含水的多少。岩石的容重可在一定程度上反映出岩石的力学性质情况。通常,岩石的容重越大,则它的性质越好,反之越差。
比重。岩石的干的重力除以岩石的实体体积(不包括孔隙),再与4℃时水的容重的比值。岩石的比重取决于组成岩石的矿物比重,大部分岩石比重介于2.50~2.80,而且随着岩石中重矿物含量的增多而提高。
孔隙率。岩石试样中孔隙体积与岩石试样总体积的百分比。孔隙率分为开口孔隙率和封闭孔隙率,两者之和总称为孔隙率。由于岩石的孔隙率主要是由岩石内的粒间孔隙和细微裂隙所构成,所以孔隙率是反映岩石致密程度和岩石质量的重要参数,孔隙率越大表示空隙和细微裂隙越多,岩石的抗压强度随之降低。
吸水率。干燥岩石试样在一个大气压和室温条件下,岩石吸入水的重量对岩石干重量之比的百分率。岩石吸水能力大小,一般取决于岩石所含孔隙的多少以及细微裂隙的连通情况,岩石中包含的孔隙和细微裂隙越多,连通情况越好,则岩石吸入的水量就越多。
饱水率。岩石试样在高压(一般为150个大气压)或真空条件下,强制吸入水的重量对于岩石干重量之比的百分率。测定饱水率的方法,目前多采用煮沸法和真空抽气法。通常把岩石的吸水率与饱水率的比值称为饱水系数,饱水系数对于判别岩石的抗冻性具有重要意义。
抗冻性。岩石抵抗冻融破坏的性能。岩石抗冻性的高低取决于造岩矿物的热物理性质,粒间联结强度以及岩石的含水特征等因素,岩石的抗冻性一般用抗冻系数和重力损失率表示,抗冻系数为冻融后的岩石干抗压强度与冻融前岩石干抗压强度的比值,重力损失率为岩石冻融前后干试样的重力差与冻融前干试样的重力的比值。
弹性波传播速度。纵波和横波在岩石和矿物中传播的速度和
,是地球物理勘探中常用的两个参数,波速一般随密度的增加而升高。
电性。岩石介质传导电流的性质,通常由岩石包含的矿物成分决定,按导电特性不同,矿物可分为导体、半导体和介电体。地球物理勘探中常用电导率或电阻率
,电容率
和极化率
描述电性的大小。
热学性。热学性主要包括容热性、导热性和热膨胀性。岩石受成岩过程的影响,热学性一般均表现为各向异性。
放射性。岩石本身不具有放射性,但含有放射性元素成分时会产生放射性。根据地球造岩的过程,岩石的放射性元素含量以岩浆岩和变质岩为最高,沉积岩次之。岩浆岩中,按超基性、基性、中性、酸性的顺序,放射性元素含量逐渐增加。通常地表的岩石放射性都很小,不会危害人体。