第7章 岩石与岩体的工程地质特征

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1、第七章岩石与岩体的工程地质特征7.1概述7.2岩石的工程地质性质7.3岩体的工程地质性质7.4岩石与岩体的工程分类第七章岩石与岩体的工程地质特征7.1概述岩石：由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而成的自然结合体。岩体：在漫长的地质历史过程中，经受了各种地质作用，并在地营力的长期作用下形成的、内部保留了各种各样的地质构造形迹的、具有一定工程尺度的自然地质体。其影响因素：岩石的矿物成分、结构构造、风化程度1．岩石的物理性质(相对密度、重度、空隙率等）相对密度的大小取决于组成岩石的矿物相对密度及其在岩石中的相对含量，组成岩石的矿物相对密度大、

2、含量多,则岩石的比重大。对于同一种岩石,若重度有差异,则重度大的结构致密、孔隙性小,强度和稳定性相对较高；岩石中孔隙、裂隙发育程度变化很大,其孔隙率的变化也很大。第七章岩石与岩体的工程地质特征7.2岩石的工程地质性质2．岩石水理性质(吸水性、透水性、软化性、抗冻性)吸水率：岩石的吸水率愈大,则水对岩石的侵蚀、软化作用就愈强,岩石强度和稳定性受水作用的影响也就愈显著。渗透性：岩石的透水性大小,主要取决于岩石中孔隙、裂隙的大小和连通情况。（强透水、中等透水、弱透水、微透水）软化性：岩石的软化性主要取决于岩石的矿物成分和结构构造特征。岩石中粘土矿物

3、含量高、孔隙率大、吸水率高,则易与水作用而软化,使其强度和稳定性大大降低甚至丧失。抗冻性：与岩石的饱水系数、软化系数有着密切关系。一般是饱水系数愈小,岩石的抗冻性愈强;易于软化的岩石,其抗冻性也低。温度变化剧烈,岩石反复冻融,则降低岩石的抗冻能力。第七章岩石与岩体的工程地质特征7.2岩石的工程地质性质3．岩石力学性质(变形、强度)变形：（弹性变形、塑性变形）变形指标：弹性模量、变形模量、泊松比第七章岩石与岩体的工程地质特征7.2岩石的工程地质性质3．岩石力学性质(变形、强度)强度：（抗压强度、抗剪强度、抗拉强度）第七章岩石与岩体的工程地质特征

4、7.2岩石的工程地质性质5.影响岩石工程性质的因素（内因、外因）（1）内因①矿物组成（石英岩——石英，大理岩——方解石）②结构结晶类岩——岩浆岩、变质岩、部分沉积岩胶结类岩——沉积岩中的碎屑岩A）结晶类岩——孔隙率小，吸水率小，比胶结类岩具有较高的强度和稳定性如同为花岗岩，粗粒花岗岩强度<细粒花岗岩B）胶结类岩——强度与稳定性取决于胶结构成分与胶结方式胶结物——硅质、铁质和钙质、泥质如同为砂岩，则硅质砂岩→铁质或钙质砂岩→泥质砂岩强度与稳定性依次降低③构造：空间分布、排列不均匀——易沿硬度低，易风化的矿物遭受破坏空间分布、排列虽不均匀，但有层

5、理，空隙存在，抗压强度（Rc）：⊥层面>//层面渗透系数（K）：//层面>⊥层面5.影响岩石工程性质的因素（内因、外因）（2）外因①水的作用——使岩石强度降低，但有时该过程可逆，干燥后，强度恢复。②风化作用——使岩石强度和稳定性降低，遭到破坏。第七章岩石与岩体的工程地质特征7.2岩石的工程地质性质岩体结构要素：结构面、结构体①结构面类型：原生结构面(沉积结构面、火成结构面、变质结构面)次生结构面(风化裂隙、卸荷裂隙、泥化夹层)构造结构面(劈理面、节理面、断层面)②结构面的基本特征：a、规模——I级——控制区域稳定性II级——控制山体和岩体稳定

6、性III级——控制工程岩体稳定性IV级——控制工程岩体的物理力学性质及破坏方式V级——降低岩块的强度b、形态(平直、波状、锯齿状、曲折)c、结合状态与充填物(宽张、张开、微张、闭合型）强度(砾质充填＞砂质充填＞泥质充填)d、连通性——连通、非连通e、密集程度——密集、不密集第七章    岩石与岩体的工程地质特征7.3岩体的工程地质性质软弱夹层与泥化夹层软弱夹层：岩体中那些性质软弱，有一定厚度的软弱结构面或软弱带。软弱夹层的特点：高压缩性、低强度软弱夹层强度的影响因素：（充填物的组成、结构特征、充填程度及厚度）泥化夹层：岩体中软弱岩层在层间错动

7、与地下水的长期物理化学作用下所形成的结构疏松、颗粒多呈定向排列、粒间连接微弱的特殊软弱层，多发生在上下相对坚硬而中间相对软弱、刚柔相间的岩层组合条件下。泥化夹层的特征：含水量接近或超过塑限，密度比原岩小；常具有一定的膨胀性；力学强度比原岩大大降低，压缩性较大；易产生渗透变形。2．结构体──由各种成因结构面的组合构成（1）形状（2）大小：体积裂隙数、块度分类第七章    岩石与岩体的工程地质特征7.3岩体的工程地质性质3．岩体结构（1）概念：指岩体中结构面与结构体的组合方式。（2）岩体结构分类及特征整体块状结构：层状结构：碎裂结构：散体结构：4

8、.岩体的力学性质（见岩体力学）第七章    岩石与岩体的工程地质特征7.3岩体的工程地质性质3．岩体结构（1）概念：指岩体中结构面与结构体的组合方式。（2）岩体结构