第四章岩石及岩体的工程地质性质.pptVIP

层状结构岩体 （1）结构面 结构面是指发育于岩体中，具有一定方向和延伸性以及一定厚度的各种地质界面。如断层、节理、层理及不整合面等。 结构面的成因类型 原生结构面 沉积结构面：层面、层理、沉积间断和软弱夹层 火成结构面：原生节理、流纹面、与围岩接触面 变质结构面：片麻理、片理及板理 构造结构面：劈理、节理、断层面、层间错动面等破裂结构面；断层破碎带、层间错动带等构造软弱带。 次生结构面：风化裂隙、破碎带、卸荷裂隙、泥化夹层、夹层泥等 （2）结构面的特征 结构面的规模、形态、联通性、充填物的性质，以及其密集程度均对结构面的物理力学性质有很大影响。 结构面的规模 Ⅰ级结构面：是指区域性断裂破碎带 *工程所在区域的稳定性* Ⅱ级结构面：为延展性强、宽度有限的区域地质界面 （断层、层间错动带、沉积间断面、软弱夹层 、大型接触破碎带） *控制山体及工程岩体的破坏方式及滑动边界* 结构面 Ⅲ级结构面：为工程岩体内的中型结构面，如沿走向长数十米至百余米的小断层、破碎带；或厚度在数厘米至1米左右的地质界面，如层间错动面、不整合面、软弱夹层等； *工程岩体稳定的控制性因素及边界条件* Ⅳ级结构面：为工程岩体内的小型结构面 ，主要包括节理、层面、片理等； *小范围内将岩体切割成块状* Ⅴ级结构面：为工程岩体中的岩块内的微型结构面，延展性和连通性极差，主要包括微型节理或不发育的片理等。 *影响岩块的力学性质* 结构面的形态 ??平直（层理、片理和劈理） 波状起伏（波痕的层面、揉曲片理、冷凝形成的舒缓结构面） 锯齿状的结构面 不规则的结构面 这些形态对抗剪强度有很大影响，平滑的与起伏粗糙的面相比，后者有较高的强度。 结构面的抗剪强度一般通过室内外试验测定其指标内摩擦角（φ）和内聚力（c）值。 结构面的密集程度 这是反映岩体完整性的情况，通常以线密度（条/m）或结构面的间距来表示。 破碎 极发育 ＜0.1 Ⅳ 碎裂 发育 0.1～0.5 Ⅲ 块状 较发育 0.5～2 Ⅱ 完整 不发育 ＞2 Ⅰ 岩体完整性 节理发育程度 节理间距（m） 分级 节理发育程度分级 线密集度K：单位长度上的结构面条数 K=n/L K=1/M1 + 1/M2 结构面间距d：同一组结构面的平均间距 d=M 结构面的连通性（贯通性、延展性） 在一定空间范围内的岩体中，结构面的走向、倾向方向的连通程度。 线连续性系数：某一结构面的延长线上，结构面各段长度之和与整个线段长度之比。 KL = ∑a / ( ∑a + ∑b ) 面连续性系数：岩体内包 含结构面的断面上，结构面面积之和与整个断面面积之比。 KA = ( A1 + A2 + A3 +···+ An ) / A 结构面的张开度和充填情况 结构面的张开度是指结构面的两壁离开的距离。 密闭 0. 2mm *取决于岩石成分及结构 面的粗糙程度* 微张：0.2～1.0mm 因其两壁岩石之间常常多处保持点接触，抗剪强度比张开的结构面大。 张开：1.0～5.0mm 宽张： 5.0mm *取决于充填物成分 和厚度* （3）软弱夹层 软弱夹层是有一定厚度的相对软弱的层状地质体，具有高压缩性和低强度的特征。 由于它具有一定的厚度，不仅对岩体滑移稳定性具有重要意义，而且在地基中可能产生明显压缩、沉降变形。所以在工程实践中，对软弱夹层的成因、性质及其分布埋藏规律的研究，应予以重视。 成因 原生型 构造型 次生型 ▲ 泥化夹层的形成 软弱夹层中，最常见且危害性较大的是泥化夹层。 泥化—粘土岩类岩石经一系列地质作用变成塑泥的过程。 标志：其天然含水量等于或大于塑限。 特点：湿度高、密度小、强度低、变形大。 物质基础：粘土矿物含量较高的原生软弱夹层，如粘土岩、粘土质页岩、粘土质粉砂岩、泥质板岩、泥灰岩、千枚岩等夹层。 构造作用：原生软弱夹层易产生层间错动，使原有岩石破碎，结构改变，而且为地下水渗入提供了通道 。 地下水的作用：结合水膜减弱颗粒间连接力，岩石处于塑态甚至接近流态；溶解盐类、水化和水解作用。 ▲ 泥化夹层的特征 成分：粘粒含量明显增多。 结构：由固结或超固结变成泥质分散结构。 物理状态：天然含水量高，接近或超过塑限。 力学强度：软弱。 （4）结构体