CH2第二章岩石力学-PPT资料83页课件.ppt

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1、第二章岩体力学性质与岩体分类2.1岩体的特点前一章讨论了岩石的力学性质。有关结果都是由岩石试块在实验室试验所获得的。室内试验的结果能否反映现实工程中材料的力学性质？在机械行业中，回答是肯定的。岩石工程中呢？奥地利岩石力学专家Müller的例子：花岗岩，室内试验的岩石抗压强度为250MPa;根据边坡破坏情况反推的现场岩石的抗压强度：1.25MPa。因此：室内试验的结果不能代表现场的工程岩石。为什么相差如此之大？是偶然还是普遍情形？回答：普遍。尺寸较大的现场岩石，其强度通常都远低于小块岩石的强度。原因何在？现场岩石中的断层、层面、

2、节理、裂隙等各种软弱结构面，是造成岩石强度下降的主要原因。室内试验的小试块，只包含微裂隙，不会有断层、节理存在，因此，强度相对较高。工程现场的岩石，尺寸要大得多，节理、裂隙和断层等都可能包含在其中。结构面——岩石节理岩体定义：由结构面和结构体组成的地质体，是定义岩体不可缺一的两个要素。结构面：指岩体中存在着的各种不同成因和不同特性的地质界面，包括物质的分界面、不连续面，如节理、片理、断层、不整合面等。结构体：由结构面在岩体中切割而成的几何体称为结构体（岩石）。要掌握岩体的力学特性，更重要的是掌握结构面的特性一结构面结构面是在地

3、球长期地质历史中形成的，成因复杂，其分类方法也有多种。按地质成因的不同，可将结构面分为如下三类：1.原生结构面：在成岩过程中形成的结构面。又分为(a)沉积结构面。如层理面。(b)火成结构面。如岩浆与其他岩体的接触面。(c)变质结构面。如片理。1.1结构面的分类2.构造结构面指由地球构造活动所产生的结构面。包含：节理、劈理、断层等。3.次生结构面指在次生作用下形成的结构面。如风化裂隙、泥化夹层等。1.2结构面的几何特征结构面的存在，会使岩体的性质发生很大变化，强度大大降低。然而，随着结构面产状、形态、延展尺度、规模大小、发育程度

4、等因素的变化，岩体强度也会发生极大变化。因此，在岩体工程中，通常需要对结构面的形态进行详细的研究。1、结构面的产状结构面在空间的分布状态，通常用走向、倾向、倾角描述。对岩体中的结构面而言，结构面与岩石工程之间的相互关系直接影响岩体的稳定性。(a)(b)(c)(d)2、结构面表面粗糙度的影响粗糙度系数JRC；巴顿：粗糙度系数可分10级(标准粗糙度剖面)对右图所示的露天矿边坡，对结构面表面光滑平整和表面粗糙两种情形，则显然，表面光滑时较容易发生滑坡；表面粗糙时则边坡稳定性显著提高，不容易发生滑坡。因此，结构面表面的粗糙度，对这类工

5、程的稳定性，有显著影响。粗糙度大——抗滑力大3、结构面的延展尺度和规模延展尺度：主要指结构面本身的长度。可分为细小——延展尺度＜1米；中等——延展尺度1米–10米；巨大——延展尺度＞10米.贯通情况：主要指结构面长度与岩石工程尺度之间的关系。可分为非贯通2.半贯通3.贯通结构面是否贯通，对岩石工程的稳定性有很大影响。4、结构面的密集度结构面发育的密集程度，通常可以用两个指标来衡量：1.裂隙度k——指单位长度上节理的条数；2.切割度d——岩体被结构面切割分离的程度，结构面面积与评价断面面积之比。统计结构面密集程度的方法——详细观

6、测线法。（1）裂隙度Ka.单组节理设观测线长度为，在上出现的节理的个数为n，则节理之间的平均间距为单组结构面多组结构面10m实例：k=4/10=0.4/md=1/k=2.5mb.多组节理d>180cm岩体为整体结构d=30~180cm岩体为块状结构d=6.5~30cm岩体为碎裂结构d<6.5cm极碎裂结构（2）切割度节理并非在岩体内全部贯通，用“切割度”来描述节理贯通度，在岩体中取一平直断面，总截面积为A，其中被节理面切割的面积为a；则切割度为：5、结构面的充填物结构面强度与有无充填物及充填物的性质密切相关。1.2岩体结构的类

7、型岩体结构：指岩体中结构面和结构体的形态及组合特征。按岩体被结构面分割的程度或结构体的形态特征，可将岩体结构划分为以下几种基本类型：岩体结构整体结构层状结构块状结构碎裂结构散体结构（1）整体结构岩性单一，节理不发育，无软弱结构面或夹泥，层面结合良好，渗流对岩体特性影响不大，结构尺寸大于工程尺寸。完整性系数>0.75结构面间距>1.0m岩土工程特征：整体性强度高，岩体稳定，可视为均质、各向同性的连续介质。（2）块状结构节理发育，有若干软弱夹层或贯通微张裂隙将岩体切割成柱状、块状或菱形等结构体。工程范围内，有两组以上节理明显发育，

8、构成影响工程稳定性的可能危险岩块，其尺寸小于工程几何尺寸。完整性系数0.35～0.75结构面间距0.5～1.0m岩土工程特征：整体性强度较高，结构面相互牵制，岩体基本稳定，接近弹性各向同性体。（3）层状结构由中厚（0.25～0.5m）及薄层（<0.25m）的均一、坚硬、软弱或