第1章--地壳岩体结构特征的工程地质分析.ppt

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1、第一章地壳岩体结构特征的工程地质分析第一篇区域稳定性及岩体稳定性分析的几个基本问题.本章学习内容和要求掌握岩体、岩体结构、结构面、结构体的基本概念，建造和改造在岩体结构形成中的作用，研究岩体结构的意义；掌握结构面的成因类型，了解其主要特征，岩体结构分类和岩体质量分类的代表性方案；了解岩体原生结构特征的成因及特征，岩体结构的岩相分析方法；了解岩体结构特征的改造以及岩体构造结构特征的地质力学分析方法；掌握结构面统计调查的路线精测法及其资料校正方法，岩体结构特征定量化研究的程序，了解岩体结构统计分析的意义及作用。.本章学习重点和难点本章重点：（1）岩体结构的概念，岩体结构的形成及演化

2、规律；（2）岩体结构类型划分及其研究意义、岩体结构类型的实用价值；（3）岩体结构的统计方法—路线精测法。本章难点：（1）结构面成因类型的空间分布特征，岩体结构分类；（2）岩体结构介质模型应用。按介质的连续性特征，不同的力学理论适用于不同的岩体结构介质。.岩体（rockmass）：通常指地质体中与工程建设有关的那一部分岩石，它处于一定的应力状态、被各种结构面所分割。岩体具有一定的结构特征，它由岩体中含有的不同类型的结构面及其在空间的分布和组合状况所确定。结构面（structuralplane）：是指岩体中具有一定方向、力学强度相对较低、两向延伸（或具有一定厚度）的地质界面（或带）

3、。如岩层层面、软弱夹层、各种成因的断裂、裂隙等。由于这种界面中断了岩体的连续性，故又称不连续面（discontinuities）。结构体（structuralbody）：结构面在空间的分布和组合将岩体切割成形状、大小不同的块体，称结构体。§1.1基本概念及研究意义.§1.1基本概念及研究意义.岩体结构特征的形成岩体结构特征是在漫长的地质历史发展过程中形成的，是建造与改造两者综合作用的产物。它以特定的建造（如沉积岩建造、火成岩建造和变质岩建造）为其物质基础。建造确定了岩体的原生结构特征；而岩体经历的不同时期、不同程度的构造作用改造以及浅、表生作用（如风化、卸荷、地下水作用等，主要

4、是地壳浅、表部岩体）改造，使岩体结构趋于复杂化。§1.1基本概念及研究意义.岩体的天然应力状态十分复杂，与构造应力场、岩体的结构特征及所处的地貌部位等因素相关。将“岩体”广泛运用到工程地质学研究当中，也不过才几十年，但它代表一个极为重要的发展阶段。之前评价岩体（岩石材料性质）——之后评价岩体（岩体结构特征、岩体的力学属性、岩体的变形破坏机制与过程等）§1.1基本概念及研究意义.工程地质之所以要将岩体的结构特征作为重要研究对象，意义如下：（1）岩体中的结构面是岩体力学强度相对薄弱的部位，它导致岩体力学性能的不连续性、不均一性和各向异性。只有掌握岩体的结构特征，才有可能阐明岩体在不

5、同荷载下内部的应力分布和应力分异状况。§1.1基本概念及研究意义.（2）岩体的结构特征对岩体在一定荷载条件下的变形破坏方式和强度特征起着重要的控制作用。岩体中的软弱结构面，常常成为决定岩体稳定性的控制面。§1.1基本概念及研究意义.坝基岩体由泥盆纪砂岩、板岩组成，地层中夹有一层由层间错动和地下水的活动造成的板岩泥化夹层，倾角一般小于10。，其内摩擦系数f＝0.24～0.30(内摩擦角φ＝14。～17。)，抗剪强度低上犹江电站坝基内板岩泥化夹层例如在岩石坝基的深部滑动抗滑稳定性分析中，有些结构面为切割面(包括横向切割面和侧向切割面,详见第十一章P445)，而有些成为滑移控制面。§

6、1.1基本概念及研究意义.结构面影响地下洞室围岩的稳定结构面影响边坡岩体的稳定性§1.1基本概念及研究意义.（3）靠近地表的岩体，其结构特征在很大程度上确定了外营力对岩体的改造进程。这是由于结构面往往是风化、地下水等各种外营力较活跃的部位，也常常是这些营力的改造作用能深入岩体内部的重要通道，往往发展为重要的控制面。坚硬岩石组成的斜坡前缘卸荷裂隙导致崩塌示意图①灰岩；②砂页岩互层；③石英岩软硬岩性互层的陡坡局部崩塌示意图1砂岩；2页岩§1.1基本概念及研究意义.此外，对岩体结构特征的研究还可以推广于宏观地质体，应用于区域构造稳定性评价。宏观地质体中的莫霍面、构造层的分界面、区域性

7、大断层等相当于地质体中的巨型结构面。...总之，对岩体结构特征的研究，是分析评价区域稳定性和岩体稳定性的重要依据。研究结构面最关键的是研究各类结构面的分布规律、发育密度、表面特征、连续特征以及它们的空间组合形式等。√§1.1基本概念及研究意义.1.2.1结构面的主要类型√及特征结构面的成因分类（最基本的分类方法）：原生结构面、构造结构面及浅、表生结构面。其主要特征及工程地质评价详见表1-1。沉积结构面：层理，层面，软弱夹层，不整合面，假整合面，古冲刷面等。火成结构面：侵入体与围岩接触面，岩脉