第1节 岩体结构.pptVIP

岩体： 第1节 岩体结构 A.岩性： 三大类岩或其组合都可以组成地质体 B.空间范围： 工程活动相关 C.地质环境： 地下水、地应力、地温 D.综合体： 地质历史中的产生层理、节理、断层等 是指工程影响范围内的岩石综合体。 组成岩体基本单元：结构体+结构面。 结构体----岩石 结构面 结构面 结构面是指岩体中具有一定方向、力学强度相对较低、两向延伸（或具有一定厚度）的地质界面。如岩层层面、软弱夹层、各种成因的断裂、裂隙等。由于这种界面中断了岩体的连续性，故又称不连续面。 结构体：岩体中被结构面切割而成的岩石块体。 岩体结构特征的研究意义 岩体的结构特征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。 岩体结构特征常常决定岩体变形行为和破坏特征(岩体结构控制论）。 最关键的是研究各类结构面的分布规律、发育密度、表面特征、连续特征以及它们的空间组合形式等。 不同类型的岩体结构单元在岩体内的排列、组合形式， 称为岩体结构。 成 因 类 型 地 质 界 面 类 型 一、结构面的基本类型 原 生 结 构 面 构造结构面 次 生 结 构 面 沉积结 构面 火成结 构面 变质 结构面 内动力 形成的 外动力 形成的 综合 形成的 层理、 层面、 沉积间 断面、 沉积软 弱夹层 侵入体与围岩的接触面、 火山熔岩层面、 冷凝节理 变余层 理、 片理 构造节理、 断层、 劈理、 层间错动面 风化裂隙、 卸荷裂隙、 爆破裂隙、 次生充填软弱夹层 泥化夹层 二、结构面的特征与描述 1、方位：结构面的产状 2、间距：节理间距（d,m）：不发育（d≥2），较发育（2＞ d≥0.5），发育（0.5 ＞ d≥0.1），极发育（d＜0.1） 线密度 Kd=n/L 3、结构面形态：起伏形态、起伏角、粗糙度、结构面形态类型 粗糙度系数JRC的确定方法 式中： ---结构面上的正应力； ---岩石的基本摩擦角； JCS---结构面两壁岩石的抗压强度； JRC---结构面的粗糙系数。 巴顿(Barton)，1973年 实测的结构面剖面 (对比） 4、连续性： a、迹长 b、面切割度 （Xe） 名称 切割度Xe 完整的 0.1～0.2 弱节理化 0.2～0.4 中等节理化 0.4～0.6 强节理化 0.6～0.8 完全节理化 0.8～1.0 描述 很低连续性 低的连续性 中等连续性 高连续性 很高连续性 迹长(m) 1 1～3 3～l0 10～30 30 5、结构面的充填物 a.胶结充填物成分对结构面力学性质的影响： ①铁硅质胶结强度高； ②钙质胶结强度较差； ③黏土、泥质胶结强度最差。 ①薄膜充填：厚度小于1mm、受侧壁力学特征的控制； ②断续充填：厚度小于起伏、强度与充填物和结构面有关； ③连续充填：厚度稍大于起伏、强度取决于充填物。 ④厚层充填：厚度远大于起伏、强度取决于充填物、易滑移 b.胶结充填物厚度对结构面力学性质的影响： 6.结构面的张开度 描 述 结构面张开度(mm) 张开情况 很紧密 紧 密 部分张开 0.1 0.1～0.25 0.25～0.5 闭合结构面 张 开 中等宽的 宽 的 0.5～2.5 2.5～10 10 裂开结构面 很宽的 极宽的 似洞穴的 10～100 100～l 000 1000 张开结构面 7.块体大小  它们的基本形状有块状、柱状、板状、菱形、楔形及锥形等六种。有时由于岩体强烈变形和破坏，也可形成片状、碎块等形状。一般板状、柱状结构体的稳定性比块状结构体差，锥形、楔形结构体当具有临空条件时稳定性很差。 8、节理组数：节理组数的多少，决定了岩石块体的大小及岩体的结构类型。 9、结构面侧壁强度：它可以反映结构面经受风化的程度，可用施密特回弹仪或点荷载仪测定节理壁的强度。 10、结构面内的渗流：结构面内有无渗流及流量的大小，对结构面的力学性质、有效应力的大小及施工的难易程度均有重要的影响 。 三、结构面分级 发育程度和规模分级： 结构面分级 实际结构面 I级结构面 II级结构面 III级结构面 统计结构面 IV级结构面 V级结构面 级序 分级依据 力学效应 力学属性* 地质构造特征 I级 延展几公里至几十公里以上，贯通岩体，破碎带宽度达数米至数十米 1. 形成岩体力学作用边界； 2. 岩体变形和破坏的控制条件; 3. 构成独立的力学介质单元 1.属软弱结构面； 2.构成独立力学模型——软弱夹层 断层较大 II级 延展数百米至数公里，破