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　岩体的工程地质 第一节　岩体的结构特征 第二节　岩体的主要力学特性 第三节　岩体的天然应力状态 第四节　岩体的工程分类 第一节　岩体的结构特征 岩体是由结构面和结构体两部分组成的。结构面也称不连续面，切割岩体的各种地质界面统称为结构面。如层面、沉积间断面、节理、断层等，也包括厚度较薄的软弱夹层。 结构面将岩体切割成不同形状和大小的块体，这些被结构面所围限的岩块称为结构体。 岩体的结构特征，就是指岩体中结构面和结构体的形状、规模、性质及其组合关系的特征。 岩体结构示意图 一、结构面的成因类型 1)原生结构面 (1)沉积结构面 沉积岩的层理、层面、沉积间断面及沉积软弱夹层等都属于沉积结构面。 (2)火成结构面 岩浆侵入、喷溢及冷凝过程中形成的结构面，如流层、冷凝节理、侵入体与围岩的接触面及岩浆间歇喷溢所形成的软弱接触面等。 (3)变质结构面 变质结构面可分为残留的变余结构面和变成的重结晶结构面两种。前者为沉积岩浅变质所具有，层面仍保留，但在层面上有绢云母、绿泥石等鳞片状矿物密集并呈定向排列。重结晶结构面主要有片理和片麻理等。 2)次生结构面 (1)内动力形成的结构面 包括节理、劈理、断层、层间剪切带等，也称构造结构面。 (2)外动力形成的结构面 主要是由风化作用、卸荷及人类活动所形成的结构面，其共同特点是只分布在地表或地表以下数十米的范围内。 2.结构面的特征 (1)规模：结构面的规模大小相差悬殊。大者可延展数十公里，宽度可达数十米。规模小者延展仅数十厘米或数十米，甚至可以是很微小的不连续裂隙。 (2)方位：即结构面的产状。 (3)间距：系指相邻结构面间的垂直距离，通常是指一组结构面的平均间距。 (4)延续性：它是表征结构面延伸长度和展布范围的指标。 (5)粗糙度：结构面的形态有平直的、波状的，锯齿状的、台阶状的和不规则状的几种。 二、结构体的形状 体积节理数Jv是单位体积通过的总节理数(裂隙数/m3)。根据体积节理数，可对块体大小进行分类，见表。 岩石块体大小分类 三、软弱夹层 软弱夹层是指在坚硬的层状岩层中夹有强度低、泥质或炭质含量高、遇水易软化、延伸较广和厚度较薄的软弱岩层。 包括：岩块岩屑型、岩屑夹泥型、泥夹岩屑型及泥型（GB50287-99,附录D)等。 泥化夹层的形成条件：物质基础、构造作用、地下水的作用。 四、岩体结构类型 岩体结构类型示意图 《港口工程地质勘察规范》的岩体结构分类方案：整体状结构、块状结构、层状结构、碎裂状结构、散体结构等。 第二节 岩体的主要力学特性 一、岩体的变形特征 单轴压缩条件下岩石变形特征（变形阶段划分） 1）第一变形阶段为图中OA段曲线，属于微裂隙压密阶段; 2）第二变形阶段为图中AB段曲线，属于弹性变形阶段; 3）第三变形阶段为图中BC段曲线，属于初级膨胀阶段; 4）第四变形阶段为图中CD段曲线，属于破坏阶段; 5）第五变形阶段为图中DE段曲线，属于峰值后的变形与破坏阶段。 变形指标：变形模量E0、静弹性模量Ee、动弹性模量Ed。 岩石、岩体的应力－应变曲线 二、岩体的流变特征 蠕变：指在应力一定的条件下,变形随时间的持续而逐渐增长的现象；松弛：变形保持一定时，应力随时间的增长而逐渐减小的现象。 长期强度：出现蠕变破坏的最低应力值。 三、岩体结构面的抗剪强度 1.平直光滑无充填结构面的抗剪强度 τ=σtanφ 2.粗糙起伏无充填结构面的抗剪强度 (1)??? 当法向应力较小时,存在所谓的爬坡效应 τ=σtan(φb+i) 式中: φb为结构面的基本摩擦角, i为齿面的起伏角。 (2)? 当法向应力较大时,将剪断锯齿 τ=σtanφ+c 由上两式相等,可求得剪断时的法向应力: σT=c/[tan(φb+i)- tanφ] 脆性与塑性破坏岩体的剪应力－剪位移曲线 岩体的破坏机制 第三节　岩体的天然应力状态 地应力，也叫初始应力，指工程施工前存在于岩体中的应力。 一、天然应力的组成 １.自重应力; ２.构造应力：由构造运动产生的地应力; 3.剩余应力（风化剥蚀后）及变异应力等。 二、天然应力的分布规律 1.三向不等空间应力场； 2.水平应力与垂直应力的关系； 3.水平应力的方向性； 4.河谷地区应力场。 (1)应力恢复法 是在岩体表面或地下洞室围岩表面预先布置好测量元件，当其旁边开槽解除岩体中的应力时，测量元件读数便发生变化。再把平面扁千斤顶放人槽内加压，使测量元件恢复到原来状态，此时千斤顶的应力就是垂直槽壁方向的应力。 (2)应力解除法