岩体的基本力学性能ppt课件.ppt

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1、岩体的基本力学性能本章重点：结构面的变形特性和力学特性。岩体的变形和强度，岩体力学性能的现场测试。第1节岩体结构面的分析第2节    结构面的变形特性第3节    结构面的力学效应第4节  碎块岩体的破坏第5节      岩体的应力—应变分析第6节   岩体力学性能的现场测试课后作业第一节岩体结构面的分析结构面的概念结构面的分类岩体破碎程度的分类结构面的几何特征1结构面的概念结构面(structuralplane)：指地质历史发展过程中，在岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度，厚度相对较小的地质界面

2、或带。它包括物质分异面和不连续面，如层面、不整合面、节理面、断层、片理面等。国内外一些文献中又称为不连续面(discontinuities)或节理(joint)。软弱结构面：在结构面中规模较大、强度低、易变形的结构面。从岩体的力学属性来看，可认为：1）完整的岩体——连续介质力学范畴；2）碎屑岩体或糜棱岩体——土力学范畴；3）裂隙体或破裂体(节理岩体)——非连续性介质力学的范畴。岩体不连续性，各向异性反映区域性地质构造降低岩体强度结构面影响岩体强度=岩块强度+节理强度（1）按照工程的要求分类（2）按照

3、结构面的成因类型分类（3）按照结构面的规模分类2岩体结构面的分类a)绝对分类b)相对分类——相对工程而言的分类见表4-1。2按力学观点分类中等结构面≤1～10m巨大结构面≥10m（1）按照工程的要求，岩体中结构面的分类有以下几方面。1）结构面的绝对分类和相对分类细小结构面延长≤1m破坏面破坏带两者之间充填非充填见表4－2单节理节理组节理群羽毛状节理破碎带无充填有充填有粘性充填物1）地质成因类型：根据地质成因的不同，可将结构面划分为原生结构面、构造结构面和次生结构面，三类结构面的主要特征如下表：（2）

4、按照结构面的成因类型，岩体中结构面的分类有以下几方面。2）力学成因类型：a）张性结构面是由拉应力形成的，如羽毛状张裂面、纵张及横张破裂面，岩浆岩中的冷凝节理等等。羽毛状张裂面是剪性断裂在形成过程中派生力偶所形成，它的张开度在邻近主干断裂一端较大，且沿延伸方向迅速变窄，乃至尖灭。纵张破裂面常发生在背斜轴部，走向与背斜轴近于平行，呈上宽下窄。横张破裂面走向与褶皱轴近于垂直，它的形成机理与单向压缩条件下沿轴向发展的劈裂相似。一般来说，张性结构面具有张开度大、连续性差、形态不规则、面粗糙，起伏度大及破碎带较

5、宽等特征。其构造岩多为角砾岩，易被充填。因此，张性结构面常含水丰富，导水性强等。b）剪性结构面是剪应力形成的，破裂面两侧岩体产生相对滑移，如逆断层、平移断层以及多数正断层等。剪性结构面的特点是连续性好，面较平直，延伸较长并有擦痕镜面等现象发育。（3）按照结构面的规模，岩体中结构面的分类如下5级。按结构面延伸长度、切割深度、破碎带宽度及其力学效应，可将结构面分为：I级大断层或区域性断层，一般延伸约数公里至数十公里以上，破碎带宽约数米至数十米乃至几百米以上。有些区域性大断层往往具有现代活动性，给工程建设

6、带来很大的危害，直接关系着建设地区的地壳稳定性，影响山体稳定性及岩体稳定性。所以，一般的工程应尽量避开，如不能避开时，也应认真进行研究，采取适当的处理措施。Ⅱ级指延伸长而宽度不大的区域性地质界面，如较大的断层、层间错动、不整合面及原生软弱夹层等。其规模贯穿整个工程岩体，长度一般数百米至数千米，破碎带宽数十厘米至数米。常控制工程区的山体稳定性或岩体稳定性，影响工程布局，具体建筑物应避开或采取必要的处理措施。Ⅲ级指长度数十米至数百米的断层、区域性节理、延伸较好的层面及层间错动等。宽度一般数厘米至lm左右

7、。它主要影响或控制工程岩体，如地下洞室围岩及边坡岩体的稳定性等。Ⅳ级指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、小断层及较发育的片理、劈理面等。长度一般数十厘米至20～30m，小者仅数厘米至十几厘米，宽度为零至数厘米不等。是构成岩块的边界面，破坏岩体的完整性，影响岩体的物理力学性质及应力分布状态。该级结构面数量多，分布具随机性，主要影响岩体的完整性和力学性质，是岩体分类及岩体结构研究的基础，也是结构面统计分析和模拟的对象。V级又称微结构面。指隐节理、微层面、微裂隙及不发育的片理、劈理等，其规模小，连续性差，常

8、包含在岩块内，主要影响岩块的物理力学性质。3、岩石破碎程度的分类(1)裂隙度K是指沿着取样线方向，单位长度上节理的数量。设有一取样直线，其长度为l，沿L长度内出现节理的数量为n，则沿着取样线，节理的平均间距d为：1）单组节理：当取样线垂直节理的走向时，则d为节理走向的垂直间距。d>180cm整体结构d=30~180cm块状结构d<30cm破裂结构d<6.5cm极破裂结构K=0~1/m疏节理K=1~10/m密节理K=10~100/m很密节理K=100~1000/m糜棱节