岩石力学第三章岩体力学性质.pdf

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1、第三章岩体力学性质重点内容（作业）：1、什么是结构面？按成因分，结构面分为哪几类？2、原生结构面和构造结构面通常有哪些，各有什么特点？3、什么叫裂隙度？如何计算？4、什么叫切割度？如何计算岩体的切割度？5、简述结构面的自然特征。6、影响结构面力学性质的因素有哪些？各是如何影响的？概述第二章中我们介绍了岩石的物理力学特性。但在自然界中，由于地质营力的作用，很少有完整的岩石存在，而是以岩体的形式存在。岩体：岩石与结构面的组合体称为岩体。结构面：岩体内具有一定方向、延展较大、厚度较小的面状地质界面。它包括物质的分界

2、面和不连续面。国际著名岩石力学学家缪勒指出：岩体的强度主要取决于岩块之间的软弱结构面；岩体的变形，有90%～95%是产生于节理，而不是岩块本身；而且在有地下水活动的场合，水的压力作用可以改变岩体的强度和变形性质。由此可见，岩体的力学特性与岩石相比，不仅大不相同，而且远为复杂。2015/10/30几个概念节理：岩体沿断裂面没有明显位移或仅有微量位移的断裂构造称为节理。断层：岩体沿破裂面两侧发生了明显位移或较大错动的断裂结构称为断层。层理构造：层理是沉积岩在形成过程中，由于沉积环境的改变所引起沉积物质的成分、

3、颗粒大小、形状或颜色沿垂直方向发生变化而显示出成层的现象。层：连续不断沉积形成的单元岩层简称为层。层面：相邻两个层之间的界面称为层面。2015/10/30第三章岩体力学性质§3-1结构面和结构体§3-1-1结构面不连续面（开裂或σ很小的结构面）t软弱结构面（软弱夹层等）1、结构面的分类按照成因不同，分为:（1）原生结构面——成岩过程中形成的结构面岩浆结构面：侵入及冷凝过程中形成沉积结构面：沉积过程中形成的物质分界面变质结构面：区域变质作用过程中形成2015/10/30第三章岩体力学性质岩浆结构面：岩浆与围岩接触

4、面不同期岩浆接触面软弱面（挤压破碎带）冷凝原生节理流纹、流层的层面沉积结构面：层面软弱夹层沉积间断面（不整合、假整合）特点：产状与岩层一致（不整合除外）空间延续性强层面及软弱夹层较平整2015/10/30第三章岩体力学性质变质结构面：片理、片岩夹层在较广阔的空间中的动热变质作用片理面一般呈波状、短小、分布密集，延展范围可能很大（2）构造结构面——岩体受地壳运动作用形成的结构面包括：断层；节理；劈理；由层间错动而引起的破碎层断层（Fault）：位移显著的构造结构面张性（正）、压性（逆）、剪性（平移）2015/10/3

5、0张性断层：压张断裂，正断层。特点：粗糙不平，宽窄不一，往往有张裂带2015/10/30压性断层：逆断层、逆掩断层特点：舒缓波状，有逆冲擦痕，片状矿物2015/10/30剪切断层：平移断层，正断层特点：产状稳定，断面光滑，有擦痕，存在角砾岩或糜棱岩2015/10/30特大断层——东非大裂谷2015/10/30第三章岩体力学性质节理（joint）：指岩石裂开而裂面两侧无明显相对位移者（与有明显位移的断层相对)。包括：张节理，剪节理，层面节理张节理：张应力作用形成裂隙宽度大，延伸短，尖灭快，粗糙，分布不均剪节理：剪应力

6、作用形成裂隙闭合，方位稳定，平直，延伸较远，有擦痕层面节理：沿岩层层面破裂形成，发育可形成张节理和剪节理2015/10/30花岗岩节理2015/10/30柱状节理台2015/10/30劈理（cleavage）是一种由潜在分裂面将岩石按一定方向分割成平行密集的薄片或薄板的次生面状构造。它发育在强烈变形轻度变质的岩石里，具有明显的各向异性特征，发育状况往往与岩石中所含片状矿物的数量、岩石粒度及其定向的程度有密切关系。劈理示意图2015/10/30（3）次生结构面——岩体在外营力（卸荷、风化、地下水等）作用下形成的结构面

7、风化裂隙作用于原有结构面形成新裂隙一般仅限于地表风化带内，常沿原生结构面及构造结构面发育，使其性质进一步恶化。新生成的风化裂隙，延伸短，方向紊乱，连续性差，降低了岩体的强度和变形模量。卸荷裂隙表面剥蚀，人工开挖引起重力和构造应力的释放或调整，使得岩体向自由空间膨胀而产生的平行于地表面的张裂隙。其产状与临空面近于平行，具张性特征。如在河谷斜坡上见到的顺坡向裂隙及谷底的近水平裂隙等，其发育深度一般达基岩以下5～10m，局部可达十余米，受断层影响大的部位则更深，对边坡危害很大。特征：无序、不平整、不连续2015/10/3

8、0软弱夹层软弱夹层是结构面的一种（其它两种是物质分界面和断裂面）。软弱夹层：指在坚硬岩层中夹有力学强度低、泥质或炭质含量高、遇水易软化、延伸较长和厚度较薄的软弱岩层。软弱夹层在数量上虽然只占岩体中很小的比例，但却是岩体中的薄弱部位，常常是工程中的隐患，应特别注意。2015/10/30软弱夹层的类型从成因上，软弱夹层也可划分为三种类型：●原生软弱夹层：