《岩体的力学特征》ppt课件

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1、岩体力学RockMassMechanics第四章：岩体的基本力学性质MechanicalCharacteristicsofRock本章内容4.1概述4.2岩体结构面的分析4.3结构面的变形特性4.4结构面的剪切强度特性4.5结构面的力学效应4.6破碎岩体的破坏4.7岩体的应力-应变分析4.8岩体力学性质的现场测试基本要求了解岩体结构的基本类型，理解岩体结构面特征；掌握结构面的变形、剪切强度特性及力学效应；了解岩体应力-应变曲线、破碎岩体的再破坏、力学性质现场测试方法；本章内容及基本要求天然岩体，从宏观上来说，它是由节理或裂隙切割成一块一块的、互相排列与咬合着的岩块所组成的。岩体内存在各种

2、各样的节理裂隙称之为结构面。所谓结构面，是指具有极低的或没有抗拉强度的不连续面，包括一切地质分离面。被结构面分割成的岩块称之为结构体，结构面与结构体组成岩体的结构单元。结构面的存在使岩体具有不这续性，因而，这类岩体被称为不连续岩体，也被称为节理岩体。4.1概述岩体=岩块+结构面岩体结构面岩块不连续面：包括节理、裂隙、孔隙、断面、孔洞、层面4.1概述4.1概述一般来说。结构面是岩体中的软弱面，由于它的存在，增加了岩体中应力分布及受力变形的复杂性。同时，还降低了岩体的力学强度和稳定性能。由此可见，岩体是由岩石块和各种各样的结构面共同组成的综合休。对岩体的强度和稳定性能起作用的不仅是岩石块，而

3、是岩石块与结构面的综合体，在大多数情况下，结构面所起的作用更大。短板理论：木桶是由多块木板组合而成，衡量一只木桶的储水量，取决于它最短的那块木板。4.1概述岩体结构面影响完整性很好——连续介质力学方法非常破碎——土力学方法两者之间——裂隙体力学方法岩体不连续性，各向异性反映区域性地质构造降低岩体强度4.1概述节理的强度低于岩石的强度，而节理岩体的强度以完整岩石强度为上限，节理的强度为下限，处在节理的强度和岩块的强度之间。从岩体的力学强度来看，岩体的强度与组成此岩体的岩块和结构面的力学性质有很大不同。节理岩体的强度与岩石强度的区别Ⅰ－岩石；Ⅱ－节理化岩体：Ⅲ－节理4.1概述4.2.1结构面

4、定量描述的基本参数(1)产状产状是指结构面在空间的分布状态。它是由走向、倾向、倾角所组成的三要素来描述。由于走向可根据倾向来加以推算，一般只用倾向、倾角来表示。4.2岩体结构面的分析产状要素走向：岩层面与水平面的交线，称走向线。走向线两端所指的方向称走向倾向：垂直于走向线沿层面向下所引的直线，称倾斜线。其在水平面上的投影线所指方向，称为倾向倾角：倾斜线与其在水平面上的投影线间的夹角4.2.1结构面定量描述的基本参数4.2岩体结构面的分析4.2.1结构面定量描述的基本参数4.2岩体结构面的分析(2)间距结构面的间距是指同组相邻结构面的垂直距离。通常采用同组结构面的平均间距。间距的大小直接反

5、映了该组结构面的发育程度，也就是反映了岩体的完整程度。(3)延展性在一个岩体的露头上，所见到的结构面迹线的长度。该参数反映了该组结构面的规模大小。4.2.1结构面定量描述的基本参数4.2岩体结构面的分析(4)粗糙度和起伏度相对于结构面平均平面的表面不平整度，通常用结构面的粗糙度和起伏度表示。这是增加结构面抗剪强度的一个几何参数。4.2.1结构面定量描述的基本参数4.2岩体结构面的分析起伏度是相对较大级的表面不平整状态，若起伏度较大，可能影响结构面的局部产状。对结构面的强度具有较大影响的，主要取决于粗糙度。结构面越粗糙其抗剪强度也会越高。4.2.1结构面定量描述的基本参数4.2岩体结构面的

6、分析(5)结构面面壁强度结构面是由两个表面组成。当结构面的面壁风化程度与母岩很接近，则其强度与母岩一致；风化程度与母岩相差较大时，显然其强度将要小得多。(6)结构面的开度与充填物结构面两个面壁之间的垂直距离称作结构面的开度。处在结构面缝隙中的物质被称作充填物。4.2.1结构面定量描述的基本参数4.2岩体结构面的分析(7)结构面的渗透性在单个结构面或者整个岩体中所见到水流和水量的状态。水对岩体的影响是不言而喻的。通常用水的流速和流量来表示可能对岩体的损害。(8)结构面的组数和岩块尺寸岩体中结构面的组数反映了结构面的发育程度，而结构面组数的多少，又可反映岩休被结构面切割所形成的岩块的大小。4

7、.2.1结构面定量描述的基本参数4.2岩体结构面的分析4.2岩体结构面分析4.2.2结构面的分类（一）按结构面的成因分类1.原生节理：成岩过程中形成的结构面。代表性的是岩层的层面、柱状节理面等。2.构造节理：构造运动所形成的结构面。断层、岩体中的共轭节理等。3.次生节理：成岩后由于风化作用形成。风化节理等。（二）结构面的绝对分类和相对分类—工程要求1.绝对分类：建立在结构面延展长度基础上的。细小结构面延长小于1m；中等结构面延长为1