岩石水理性质系指岩石与水相互作用时所表现的性质，通常包括岩石吸水性、透水性、软化性和抗冻性等。

1）岩石吸水性

岩石在一定试验条件下的吸水性能称为岩石吸水性。它取决于岩石孔隙体积大小、开闭程度和分布情况。表征岩石吸水性的指标有吸水率、饱水率和饱水系数。

岩石吸水率（w1）系指岩石试件在常温常压下自由吸入水的重量（Ww1）与岩石烘干后的重量（Ws）之比值，以百分数表示。即：

岩石饱水率（w2）是指岩石在高压（一般为15MPa）或真空条件下吸入水的重量（Ww2）与干燥岩石重量（Ws）之比的百分率，即：

岩石饱水系数（ks）系指岩石吸水率（w1）与饱水率（w2）之比，即：

岩石饱水率反映孔隙发育程度，可用来间接判定岩石抗冻性和抗风化能力。一般情况下，岩石的饱水系数为0.5～0.8。岩石的饱水系数越大，其抗冻性便越差。当岩石的饱水系数小于0.8时，说明在常温常压条件下岩石吸水后尚有余留孔隙没被水充满，所以在冻结过程中岩石内的水有膨胀和挤入孔隙的余地，岩石将不被冻坏。当岩石的饱水系数大于0.8时，说明在常温常压条件下岩石吸水后的余留孔隙相当小，几乎没有余留孔隙，所以在冻结过程中所形成的冰将在岩石内产生十分强大的冻胀力，致使岩石被冻裂。

2）岩石透水性

岩石的透水性是指土或岩石允许水透过本身的能力。透水性的强弱取决于土或岩石中孔隙和裂隙的大小，透水性的强弱以渗透系数来表示。在透水性强的岩层中钻进，易发生渗透漏失或涌水。通常近似假定水在节理岩中渗流服从达西定律，即：

式中　k——岩石的渗透系数，取决于岩石的物理性质；

　　　v——渗透水流速；

　　　I——水头梯度，表示水流单位长度距离上的水头损失；

　　　ΔH——水流过单位长度距离位置的竖向高差；

　　　P——渗流水压力；

　　　γw——水的容重。(www.daowen.com)

3）岩石软化性

岩石浸水后强度降低的特性称为岩石的软化性。岩石软化性与岩石孔隙、矿物成分、胶结物质等有关。岩石软化性大小常用软化系数（kd）来表示，即：

式中　Rw，Rd——分别为岩石饱水状态和岩石干燥状态的单轴抗压强度，kPa；

软化系数小于1。通常认为：岩石kd>0.75，软化性弱，抗风化和抗冻性能强；kd<0.75，软化性强，抗风化和抗冻性能较差。

4）岩石抗冻性

岩石抵抗冻融破坏的性能称为岩石的抗冻性。岩石浸水后，当温度降到0℃以下时，其孔隙中的水将冻结，体积增大9%，产生较大的膨胀压力，使岩石的结构和连结发生改变，直至破坏。反复冻融，将使岩石强度降低。岩石的抗冻性通常采用抗冻系数及质量损失率来表示。

岩石的抗冻系数（Rp）是指岩石冻融试验后的抗压强度（pcr）与未冻融（冻融试验前）的抗压强度（pc）之比的百分率，即：

岩石的质量损失率（km）是指岩石冻融前后的干质量差（ms-msr）与冻融试验前的干质量（ms）之比的百分率，即：

测定岩石的Rp和km时，要求先将岩石试样浸水饱和，然后在-20℃温度下冷冻，冻后融化，融后再冻，如此反复冻融25次或更多次。具体冻融次数可以依据工程地区的气候条件而定。岩石的抗冻性主要取决于岩石中大开孔隙数量、亲水性和可溶性矿物含量，以及矿物间连结力大小等。一般认为，Rp>75%，km<2%的岩石抗冻性好。尤其是岩石吸水率w1<5%，软化系数kd>0.75，而饱水系数ks<0.8的岩石具有足够的抗冻能力。

5）常见岩石的物理性质和水理性质指标

常见岩石的物理性质和水理性质指标见表3.18。

表3.18　常见岩石的物理性质和水理性质指标

续表