[理学]工程地质讲稿-第6章岩石岩体工程性质

《[理学]工程地质讲稿-第6章岩石岩体工程性质》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第六章岩石及岩体的工程性质岩石的工程性质岩体的工程性质岩体的工程分类岩体稳定性评价了解岩体稳定性的影响因素。重点岩石的工程性质;结构面、结构体、岩体结构、岩体的概念；结构面及岩体的力学性质；岩体的工程分类。岩石的工程性质一、岩石的物理性质重量—比重—重量固体物质水气Ws、VsWw、VwW、VVn*干容重、天然容重及饱和容重*空隙性坚硬岩石0.2~4.5%半坚硬岩石5.0~20.0%松散沉积物25.9~47.6%二、岩石的水理性质吸水性透水性吸水率饱和吸水率饱和系数*反映岩石大开型空隙与**小开型空隙之相对数量

2、*—渗透系数软化性抗冻性软化系数重量损失率强度损失率*强度损失率小于25%或重量损失率小于2%的岩石抗冻性强*岩石饱水状态的抗压强度岩石干燥状态的抗压强度*软化系数>0.75的岩石抗水、抗风化、抗冻性强*可溶性膨胀性三、岩石的力学性质变形特性变形模量（E0）弹性模量（E）εσ(MPa))0ABCσΔh½Δd½Δdhd泊松比（μ）μ=ε横/ε轴ε横=Δd/dε轴=Δh/h：岩石抵抗外荷不被破坏的能力。强度特性单轴抗压强度抗拉强度APPAP抗剪强度AP抗切强度抗摩擦强度点荷载强度τDPP四、岩石的工程分类硬质岩岩

3、石极硬岩Rc>60硬岩60～30软质岩较软岩30～15软岩15～5极软岩Rc<5岩体的工程性质区别：岩石：矿物的集合体，无显著软弱结构面岩体：岩石的地质综合体，被各种地质界面分割成大小不等、形状各异的许多块体。其工程性质严格受其结构面的控制。岩体特征：岩石、地质构造、地下水及岩体天然应力状态对岩体稳定影响较大。结构面是岩体稳定性的控制因素，它导致岩体力学性能的不连续性、不均一性和各向异性。岩体的变形与破坏主要受各种结构面的性质及其组合形式的控制。岩体中存在复杂的天然应力场。一、岩体结构岩体的结构特征—岩体中结

4、构面、结构体的形状、规模、性质及其组合关系的特征。结构面—岩体中的物质分异面、破裂面及软弱夹层等力学不连续面。结构体—岩体被结构面切割成的不同形状和大小的岩块。1、结构面的成因类型原生结构面构造结构面次生结构面沉积结构面片理火成结构面变质结构面层理面沉积间断面软弱夹层原生节理多期岩浆岩之间的接触面侵入体与围岩的接触面流纹和流层面劈理、节理断层层间错动带风化裂隙卸荷裂隙次生充填夹泥2、结构面的特征结构面的规模一级结构面小断层、大型节理、风化夹层和卸荷裂隙二级结构面区域性断裂破碎带三级结构面断层层间错动带沉积间断

5、面软弱夹层大型接触破碎带微小裂隙节理、片理、劈理四级结构面五级结构面*工程所在区域的稳定性**控制山体及工程岩体的破坏方式及滑动边界**工程岩体稳定的控制性因素及边界条件**小范围内将岩体切割成块状**影响岩块的力学性质*结构面的形态平直波状不规则锯齿状ii：起伏角h：起伏高度h—起伏度—粗糙度结构面的密集程度线密集度K：单位长度上的结构面条数结构面间距d：同一组结构面的平均间距K=n/LM1Ln=3M2n=2d=MK=1/M1+1/M2结构面的连续性（贯通性、延展性）非贯通半贯通贯通线连续性系数：某一结构面

6、的延长线上，结构面各段长度之和与整个线段长度之比面连续性系数：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KL=∑a/(∑a+∑b)KA=(A1+A2+A3+···+An)/Aa1a2a3a4a5b1b2b3b4A2A3A4结构面的张开度及充填情况密闭<0.2mm微张0.2-1.0mm张开1.0-5.0mm宽张>5.0mm*取决于岩石成分及结构面的粗糙程度**取决于充填物情况及胶结情况*3、软弱夹层软弱夹层—在坚硬岩层中夹有的力学强度低、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

7、。▲成因原生型构造型次生型▲分类▲泥化夹层的形成泥化—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。①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。②构造作用③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。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，μ≈0.2

8、。▲泥化夹层的特征4、结构体形状（取决于结构面的组数及产状）大小（取决于结构面组数及各组间距）12>结构体的形状大小相同，产状不同12结构体产状相同，位置不同1>25、岩体结构类型整体结构岩体（近似各向同性连续介质）层状结构岩体（顺层滑动、层间张裂及岩层弯曲折断）块状结构岩体（沿软弱夹层滑动）碎裂结构岩体（沿结构面的滑移和张裂、结构体的剪切、张裂及塑性流动）散体结构岩体（大型断裂破碎带，大型岩浆岩侵