岩石力学课件第二章 岩体力学性质.ppt

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1、岩石力学辽宁科技大学RockMechanics第二章岩体力学性质2.1岩石与岩体一、岩石与岩体的概念构造:组成成分的空间分布及其相互间排列关系矿物：存在地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物。结构：组成岩石的物质成分、颗粒大小和形状以及其相互结合的情况。岩石：岩石是自然界中各种矿物的集合体，是天然地质作用的产物。岩体=岩块+结构面岩体结构面岩块结构面：断面、节理、层理、、片理、不整合面等。岩石分类变质岩：不稳定与变质程度和原岩性质有关岩浆岩：强度高、均质性好沉积岩：强度不稳定，各向异性一、岩石与岩体的概念岩体是地质体，它经历过多次反复地质作用，经受过变形，遭受过破坏，形

2、成一定的岩石成分和结构，赋存于一定的地质环境中。岩体力学性质：岩体抵抗外力作用的能力。包括岩体的稳定性特征、强度特征和变形特征，由岩石、结构面和赋存条件决定的。试件尺寸增大而降低工程开挖与结构面空间组合环境因素影响而变岩体力学性质一、岩石与岩体的概念影响岩体力学性质的基本因素：1、结构体(岩石)力学性质；2、结构面力学性质；3、岩体结构力学效应和环境因素，特别是水和地应力的作用。一、岩石与岩体的概念岩体内存在各种地质界面，它包括物质分异面和不连续面，如断层、层理、节理、片理、假整合、不整合和褶皱等。这些不同成因、不同特性的地质界面统称为结构面(弱面)。一、岩石与岩体的概念结构面(弱面

3、)在横向延展上具有面的几何特性，常充填有一定物质、具有一定厚度。节理和裂隙是由两个面及面间的水或气组成；断层及层间错动面是由上下盘两个面及面间充填的断层泥和水构成的实体组成。一、岩石与岩体的概念一、岩石与岩体的概念二、结构体结构体：结构面依其本身的产状，彼此组合将岩体切割成形态不一、大小不等以及成分各异的岩石块体，被各种结构面切割而成的岩石块体称为结构体。结构体有块状、柱状、板状及菱形、楔形和锥形体等，如果风化强烈或挤压破碎严重，也可形成碎屑状、颗粒状和鳞片状等。二、结构体二、结构体三、岩体结构单元结构体和结构面称为岩体结构单元或岩体结构要素。不同类型的岩体结构单元在岩体内的组合、排

4、列形式称为岩体结构。岩体结构单元可划分为两类四种，四种结构单元在岩体内组合、排列形式不同，构成不同的岩体结构。岩体结构单元坚硬结构面(干净的)软弱结构面(夹泥的夹层)块状结构体(短轴的)板状结构体(长厚比大于15）结构面结构体四、结构体的作用结构体(岩石)对岩体力学性质的影响，通过结构体的力学性质来表征。在某种情况下结构体对岩体力学性质和力学作用具有控制作用，在结构体强度很高时主要是结构面的力学性质决定岩体的力学性质。五、岩体赋存环境岩体的赋存环境：包括地应力、地下水和地温三部分，对岩体的力学性质有重要的影响。地应力具有双重性，一方面它是岩体的赋存条件，另一方面又赋存于岩体之内，和岩

5、体组成成分一样左右着岩体的特性，是岩体力学特性的组成成分。六、地应力的影响地应力对岩体力学性质的影响：①、地应力影响岩体的承载能力，对赋存于一定地应力环境中的岩体来说，地应力对岩体形成的围压越大，其承载能力越大。②、地应力影响岩体的变形和破坏机制，许多低围压下呈脆性破坏的岩石在高围压下呈剪塑性变形，这种变形和破坏机制的变化说明岩体赋存的条件不同，岩体的本构关系也不同。③、地应力影响岩体中的应力传播的法则，严格来说岩体是非连续介质，但由于岩块间存在摩擦作用，赋存于高应力地区的岩体，在地应力围压的作用下则变为具有连续介质特征的岩体，即地应力可以使不连续变形的岩体转化为连续变形的岩体。六、

6、地应力的影响第2.1节结束，谢谢！2.2岩体结构基本类型一、岩体结构分类依据①第一依据—结构面类型，它规定结构级序软弱结构面——I级岩体结构坚硬结构面——Ⅱ级岩体结构岩体结构单元有结构面和结构体两种基本要素，结构面分软弱结构面和坚硬结构面两类，结构体按力学作用可归并为块状结构体和板状结构体两大类。它们在岩体内不同组合、排列构成不同类型的岩体结构。一、岩体结构分类依据②、第二依据——结构面切割程度及结构体类型，它规定岩体结构基本类型过渡型岩体结构：软硬结构面混杂、结构面无序状排列—散体结构Ⅰ级岩体结构Ⅱ级岩体结构结构面贯通切割—碎裂结构结构面断续切割—断续结构无显结构面切割—完整结构块

7、状结构体—块裂结构板状结构体—板裂结构一、岩体结构分类依据块状的——块状碎裂结构层状的——层状碎裂结构③、亚类划分依据：亚类的划分主要是依据岩体的原生结构，例如碎裂结构可划分为：二、岩体结构分类方案根据结构面对岩体力学性质的影响程度以及分类依据，可以将岩体结构划分I级的块裂结构、板裂结构，Ⅱ级的完整结构、断续结构、碎裂结构及过渡类型的散体结构。六种岩体结构类型是比较典型的，而实际的岩体是比较复杂的，岩体结构划分时需要有一种模糊的观点，只能择其趋向性而定，这