岩体地质与结构特征

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1、岩体力学第一章岩体地质与结构特征李英第一章岩体地质与结构特征§1.1概述§1.2岩块及其特征§1.3结构面的特征§1.4岩体结构特征及结构控制论岩石（Rock）矿物、岩屑的集合体。结构面（StructuralPlane）指地质历史发展过程中，在岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度，厚度相对较小的地质界面或带。岩块（Rockblock或Rock）指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元体。岩体（Rockmass）是指地质历史过程中形成的，由岩块和结构面网络组成的，具有一定的结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。§1.1概述一、岩块的物质组

2、成§1.2岩块及其特征岩块的力学性质主要取决于组成岩石的矿物成分及其相对含量粘土矿物硅酸盐类矿物碳酸盐类矿物氧化物类矿物组成岩石的矿物二、岩块的结构与构造岩块的结构：岩石内矿物颗粒的大小、形状、排列方式及微结构面发育情况与粒间连结方式等反映在岩块构成上的特征。结晶连结：矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起，它是通过共用原子或离子使不同晶粒紧密接触。岩石的粒间连结分结晶连结与胶结连结胶结连结：矿物颗粒通过胶结物连结在一起。胶结连结的岩块强度硅质胶结>铁质、钙质>泥质胶结二、岩块的结构特征微结构面削弱岩块的强度，导致各向异性颗粒形状强度：粒状、柱状>片状>鳞状颗粒大小强度：粗粒<

3、细粒二、岩块的结构特征岩块的构造：矿物集合体之间及其与其他组分之间的排列组合方式。如岩浆岩中的流线、流面构造，沉积岩中的微层状构造，变质岩中的片状构造及其定向构造。三、岩块的风化岩石====>矿物组成和结构改变==>岩块的物理力学性质改变（强度降低、抗变形性能减弱、空隙率增大，渗透性加大）风化衡量岩块的风化程度的指标：定性指标主要有：颜色、矿物蚀变程度、破碎程度及开挖锤击技术特征等。定量指标主要有风化空隙率指标和波速指标等。风化空隙率指标(Iw)：快速浸水后风化岩块吸入水的质量与干燥岩块质量之比。波速指标纵波波速（cp）波速比(kv)风化系数硬质岩石按波速指标的风化分

4、级表风化程度vcp（m/s）kvkf全风化500~10000.2~0.4-强风化1000~20000.4~0.6<0.4中等风化2000~40000.6~0.80.4~0.8微风化4000~50000.8~0.90.8~0.9未风化>50000.9~1.00.9~1.0《岩土工程勘察规范》（GB50021-2002）一、结构面的成因类型(一)地质成因类型原生结构面构造结构面次生结构面(二)力学成因类型张性结构面剪性结构面§1.3结构面特征岩体结构面的类型及其特征成因类型地质类型主要特征工程地质评价产状分布性质原生结构面沉积结构面1层理层面2软弱夹层3不整合面、假整合面4

5、沉积间断面一般与岩层产状一致，为层间结构面海相岩层中此类结构面分布稳定，陆相岩层中呈交错状，易尖灭层面、软弱夹层等结构面较为平整；不整合面及沉积间断面多由碎屑泥质物构成，且不平整国内外较大的坝基滑动及滑坡很多由此类结构面所造成的，如奥斯汀、圣·弗朗西斯、马尔帕塞坝的破坏，瓦依昂水库附近的巨大滑坡岩浆岩结构面1侵入体与围岩接触面2岩脉岩墙接触面3原生冷凝节理岩脉受构造结构面控制，而原生节理受岩体接触面控制接触面延伸较远，比较稳定，而原生节理往往短小密集与围岩接触面可具熔合及破碎两种不同的特征，原生节理一般为张裂面，较粗糙不平一般不造成大规模的岩体破坏，但有时与构造断裂配合

6、，也可形成岩体的滑移，如有的坝肩局部滑移变质结构面1片理2片岩软弱夹层产状与岩层或构造方向一致片理短小，分布极密，片岩软弱夹层延展较远，具固定层次结构面光滑平直，片理在岩层深部往往闭合成隐蔽结构面，片岩软弱夹层具片状矿物，呈鳞片状在变质较浅的沉积岩，如千枚岩等路堑边坡常见塌方。片岩夹层有时对工程及地下洞体稳定也有影响构造结构面1节理（X型节理、张节理）2断层（冲断层、捩断层、横断层）3层间错动4羽状裂隙、劈理产状与构造线呈一定关系，层间错动与岩层一致张性断裂较短小，剪切断裂延展较远，压性断裂规模巨大，但有时为横断层切割成不连续状张性断裂不平整，常具次生充填，呈锯齿状，剪

7、切断裂较平直，具羽状裂隙，压性断层具多种构造岩，成带状分布，往往含断层泥、糜棱岩对岩体稳定影响很大，在上述许多岩体破坏过程中，大都有构造结构面的配合作用。此外常造成边坡及地下工程的塌方、冒顶次生结构面1卸荷裂隙2风化裂隙3风化夹层4泥化夹层5次生夹泥层受地形及原结构面控制分布上往往呈不连续状，透镜状，延展性差，且主要在地表风化带内发育一般为泥质物充填，水理性质很差在天然及人工边坡上造成危害，有时对坝基、坝肩及浅埋隧洞等工程亦有影响，但一般在施工中予以地基处理(一)地质成因类型1.原生结构面岩体在成岩过程中形成的结构面。沉积结构面是沉积岩在