岩土体结构的工程地质研究

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1、第四章岩土体结构的工程地质研究第3节、岩土体力学特性第2节、岩体结构面主要类型、特征第1节、岩体结构的基本概念第4节、土结构和构造的工程地质研究岩体：第1节岩土体结构的相关概念A.岩性--岩石：三大岩或其组合都可以组成地质体B.空间范围：工程地质活动相关C.自然地质历史：产生演化过程—环境：地下水、应力、地温等，不能脱离环境，岩块---岩石D.综合体：地质历史过程中产生不完整性（层理节理、裂隙、断裂）含义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2.

2、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（带）。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。3.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。组合方式岩体：结

3、构体结构面构件不同类型的岩体结构单元在岩体内的排列、组合形式，称为岩体结构第2节结构面成因类型及自然特征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.密集程度：裂隙度K=n/L;d´=1

4、/K=L/n线密度Kd=n/L；d=1/K=L/n3.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4.连续性：a.线连续性系数K1b.面连续性系数Xe（面切割度）c.迹长名称切割度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)<11～33～l010～20>205.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

5、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<0.10.1～0.250.25～0.5闭合结构面张开中等宽的宽的0.5～2.52.5～10>10裂开结构面很宽的极宽的似洞穴的10～100

6、100～l000>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。四等级：不发育，较发育，发育，很发育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，

7、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级结构面力学性质：《基于岩体结构面分级的抗剪强度确定法》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

8、里，破碎带宽度比较窄，几厘米至数米1.形成块裂体边界；2.控制岩体变形和破坏方式；3.构成次级地应力场边界属于软弱结构面小断层，层间错动面III级延展十几米至几十米，无破碎带，面内不夹泥，有的有泥膜1.参与块裂岩体切割；2.划分II级岩体结构类型的重要依据；3.构成次级地应力场边界多数属坚硬结构面，少数软弱结构面不夹泥，大节理或小断层开裂的层面IV级延展短，未错动，不夹泥，有的呈弱结合状态，统计结构面1.划分II级岩体结构类型的基本依据；2.确定岩体力学性质，结构效应的基础3.有的