岩体结构的基本类型.docxVIP

一、结构体的类型和岩体结构特征1.结构体的类型由于各种成因的结构面的组合，在岩体中可形成大小、形状不同的结构体。岩体中结构体的形状和大小是多种多样的，但根据其外形特征可大致归纳为：柱状、块状、板状、楔形、菱形和锥形等六种基本形态。当岩体强烈变形破碎时，也可形成片状、碎块状、鳞片状等形式的结构体。结构体的形状与岩层产状之间有一定的关系，例如：平缓产状的层状岩体中，一般由层面(或顺层裂隙)与平面上的“X”型断裂组合，常将岩体切割成方块体、三角形柱体等；在陡立的岩层地区，由于层面(或顺层错动面)、断层与剖面的上“X”型断裂组合，往往形成块体、锥形体和各种柱体。结构体的大小，可用体积裂隙数Jv来表示。其定义是：岩体单位体积通过的总裂隙数(裂隙数／m3)，表达式为：式中的Si为岩体内第i组结构面的间距；为该组结构面的裂隙数(裂隙数／m)。根据Jv值的大小可将结构体的块度进行分类(表16-4-2)。结构体块度(大小)分类表16-4-2块度描述巨型块体大型块体中型块体小型块体碎块体体积裂隙数Jv(裂隙数／m3)11～33～1010～30302.岩体结构特征岩体结构是指岩体中结构面与结构体的组合方式。岩体结构的基本类型可分为整体块状结构、层状结构、碎裂结构和散体结构，它们的地质背景、结构面特征和结构体特征等列于表16-4-3中。(三)岩体的工程地质特性岩体的工程地质性质首先取决于岩体结构类型与特征，其次才是组成岩体的岩石的性质(或结构体本身的性质)。不同结构类型岩体的工程地质性质：1.整体块状结构岩体的工程地质性质整体块状结构岩体因结构面稀疏、延展性差、结构体块度大且常为硬质岩石，故整体强度高、变形特征接近于各向同性的均质弹性体，变形模量、承载能力与抗滑能力均较高，抗风化能力一般也较强，所以这类岩体具有良好的工程地质性质。岩体结构的基本类型表16-4-3结构类型地质背景结构面特征结构体特征类亚类形态强度(MPa)整体块状结构整体结构岩性单一，构造变形轻微的巨厚层岩层及火成岩体，节理稀少结构面少，1～3组，延展性差，多呈闭合状，一般无充填物，tan ≥0.6巨型块体60块状结构岩性单一，构造变形轻微～中等的厚层岩体及火成岩体，节理一般发育，较稀疏结构面2～3组，延展性差，多闭合状，一般无充填物，层面有一定结合力，tan =0.4～0.6大型的方块体、 菱块体、柱体一般60层状层状结构构造变形轻微—中等的中厚层状岩体(单层厚30cm)，节理中等发育，不密集结构面2～3组，延展性较好，以层面、层理、节理为主，有时有层间错动面和软弱夹层，层面结合力不强，tan =0.3～0.5大—中型层块体、柱体、菱柱体30结构薄层(板)状 结构构造变形中等～强烈的薄层状岩体(单层厚30cm)，节理中等发育，不密集结构面2～3组，延展性较好，以层面、节理、层理为主，不时有层间错动面和软弱夹层，结构面一般含泥膜，结合力差，tan ≈0.3大—中型的板状体、 板楔体一般10～30碎裂结构镶嵌结构脆硬岩体形成的压碎岩，节理发育，较密集结构面2～3组，以节理为主，组数多，较密集，延展性较差，闭合状，无一少量充填物，结构面结合力不强，tan ＝0.4～0.6形态大小不一，棱角显著，以中～小型块体为主60层状破裂 结构3、组成　　岩体内岩块的组合排列形式。岩体结构是由结构面和结构体2个基本单元组成。 4、结构面　　岩体内存在的不同成因、不同特性的各种地质界面的统称。如层面、节 岩体结构理、断层、裂隙等。结构面不是几何学上的面，而往往是具有一定张开度的裂缝，或被一定物质充填,具有一定厚度的层或带。按成因,结构面可分为：沉积或成岩过程中产生的层面、夹层、冷凝节理等原生结构面；构造作用下形成的断层、节理等构造结构面；变质作用下所产生的片理、片麻理等变质结构面；还有在外营力作用下形成的风化裂隙、卸荷裂隙等次生结构面。按规模（主要是长度），可将结构面分为5级：（几十至上百公里，十几公里，几公里,几米至几十米和厘米级）。它们分级或共同控制着区域、地区、山体、岩体的稳定性和岩块的力学特性。按性质，结构面可分为硬性（刚性）结构面和软弱结构面。硬性结构面的摩擦系数较大，多数没有充填物。软弱结构面的摩擦系数相对较小，延伸较长，且普遍充填粘土、泥、岩石碎块等物质。按物质组成和微结构形态，软弱结构面分为原生软弱夹层、断层和层间错动破碎带、软弱泥化带（或夹层）等 3种类型。某些充填泥质或粘土薄膜的大节理，也可构成软弱结构面。软弱结构面是岩体中最容易产生变形和破坏的部位。它常常成为危险的切割面、滑移面或构成有害的压缩变形带，导致岩体产生不允许的变形或失稳。因此，当工程岩体中存在软弱结构面时，除了要研究它们的几何形态、结合状况、空间分布和填充物质等方面外，还要特别注意对其物质组成、厚度、微观结构、在地下水作