岩体力学性质-岩体结构.ppt

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1、岩石力学与工程ROCKMECHANICSANDENGINEERING岩体结构ROCKMASSSTRUCTURE12.5岩石的强度理论1Coulomb强度准则2Mohr强度理论3Griffith强度理论上次课内容2岩体力学性质——岩体结构1岩体结构要素2结构面类型3结构面分级及其特性4结构面状态5岩体结构类型3岩石与岩体岩石与岩体：岩石是构成岩体的物质。岩体是由结构面及结构体(被结构面所包围的岩块)两个基本单元组成；岩石的物理力学性质和水理性质取决于岩石的矿物成分，而岩体的物理力学性质，既取决于结构面的力学性质，又取决于岩体的力学性质

2、。与岩石相比，岩体具有以下性质：岩体是地壳的一部分，对岩体的研究不能脱离它所处的环境:地质环境，包括地应力、水、空气、地温等.岩体结构面岩块岩体=岩块+结构面4岩体是一种多裂隙介质，存在各种尺度、规模不等的结构面。这些结构面切割的岩体形成多种典型的岩体结构，其两个极端是裂隙极多的松散碎块，和裂隙较少的整体结构。在进行矿山工程设计时必须首先确定岩体结构的类型，然后分别选用适当的力学方法进行分析。3.1概述53.1概述岩体力学性质与岩体中的结构面、结构体及其赋存环境密切相关；结构面：各种界面,物质分界面和不连续面，假整合、褶皱、断层、层

3、理、节理和片理.岩体结构单元（或要素）包括:结构体和结构面岩体的力学性质：岩体抵抗外力作用的能力，包括稳定性特性、强度特性和变形特性，是由组成岩体的岩石、结构面性质所决定的；影响岩体力学性质的因素有：结构体（岩石）的力学性质、结构面的性质、岩体的结构力学效应和环境因素；6结构面结构面切割成的结构体岩体岩体结构是研究岩体力学的基础岩体结构控制岩体的变形、破坏等力学效应分析岩体结构、结构面特征、对工程岩体稳定性评价工程应用3.1概述7结构面结构面切割成的结构体岩体岩体结构是研究岩体力学的基础岩体结构控制岩体的变形、破坏等力学效应分析岩体

4、结构、结构面特征、对工程岩体稳定性评价工程应用3.1概述8岩体结构要素块状板状9结构体分类块状结构体，包括柱状、楔锥状结构体，各向尺寸接近相等，力学表现以压碎、滚动、滑动为主；板状结构体，板的厚度与延展长度（或宽度）比小于1：15，力学表现主要为弯曲变形和溃折破坏。结构体块度：可以用1立方米岩体内含有的结构体数表示，也可以用单个结构体尺寸表示。结构体产状：以结构体表面上最大结构面的长轴方向的产状说明103.1概述岩体赋存环境对于岩体力学性质的影响地应力的作用（地应力既是赋存条件，又在岩体之内）影响岩体的承载力、变形与破坏机制；影响岩

5、体中应力的传播地下水的作用（岩体水力学）因此，岩体力学性质的研究必须考虑岩性、结构面、岩体结构、地应力以及地下水的影响；113.2岩体结构的基本类型结构面：分为软弱结构面和坚硬结构面结构体：分为块状结构体和板状结构体按照岩体结构的互相包容和级序关系，分为I级结构、II级结构和过渡型岩体结构；12岩体结构定义：不同类型的岩体结构单元在岩体内组合和排列形式.结构面结构体岩体结构单元岩体结构单元组合岩体结构单元排列岩体结构三要素坚硬结构面软弱结构面块状结构体板状结构体13完整结构岩体岩性：单一且构造变形轻微的巨厚层沉积岩、变质岩和火成岩体

6、；结构面发育情况：不发育，延展性差，无显结构面切割；结构面强度：结构面摩擦系数tanφ≥0.6，结构体间结合力强；完整性：岩体呈完整或基本完整状态，结构面间距dp>1.0m;水的影响：地下水作用不明显，渗流对岩体特性影响不大；工程特性：整体结构的岩体，其变形、破坏与工程作用有关；在深埋或高地应力区的坚硬岩层中开挖，引起应力释放，可能导致岩爆，而且一般沿裂隙端部产生；较坚硬岩层中可能产生微弱的塑性变形。14块裂结构岩体岩性：单一或由强度相近的岩层共同组成的构造变形轻微的中厚层沉积岩、变质岩和火成岩体；结构面发育情况：只具有少量贯穿性较

7、好的节理裂隙,一般为2～3组．结构面强度：岩块之间结合力强，一般tanφ＝0.4～0.6；完整性：结构面间距dp＝0.5～1.0m;水的影响：地下水作用主要表现为使较坚硬岩石软化；工程特性：微小压缩变形，可能出现剪切滑移；块体滑移。稳定性分析时要注意结构面的特性及组合，在深埋或地震危险区条件下开挖，由于隐型微裂隙存在，可能出现岩爆；有一定自稳能力，可局部出现不稳定块体，产生超挖，塌方和崩塌现象。15板裂结构岩体岩性：发育于经过褶皱作用的层状岩体内。结构面发育情况：延展性较好，受一组软弱结构面切割，层面居多；结构面强度：层间结合力较差

8、，tanφ＝0.3～0.5；水的影响：要注意地下水渗透压力所引起的问题，地下水的软化、泥化作用明显；工程特性：岩体变形受岩层组合和结构面控制；在缓倾斜和陡立岩层中，拱顶和边墙可出现弯曲拗折现象；软弱面特别是软弱夹层面的抗剪强度控制岩体