第六章岩体的工程分解.ppt

第六章 岩体的工程性质及岩体分类 岩体与岩块 岩体：是指各种成因的含有软弱结构面（节理、断层、不整合面、古风化面等）的地质体。 岩块：不含显著软弱结构面的岩石块体，是组成岩体的最小单元。 一般岩石的强度大于岩体的强度，因此，对于岩体的稳定性来说主要取决于岩体的强度。 工程地质岩组 研究岩块的实际意义 1、岩块的物理力学性质是评价岩块是否适宜作为建筑材料和可钻性的指标； 2、在特定的情况下，岩块的性质可 外推岩体的性质，岩块与岩体即存在差异，有时也存在统一性； 3、岩块是岩体的组成部分，研究岩块的性质有助于更深入了解岩体的性质。 第一节 岩体的结构特征 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 一、结构面的类型 结构面：是把岩体切割成岩块，具有强度低和易变形特性的各种地质界面，如节理、断层、层理等的统称 。 按成因分为：原生结构面、构造结构面、次生结构面 。 二、结构面特征及其对岩体力学性质的影响 （一）结构面产状 研究结构面的产状对岩体稳定性的影响，就是讨论结构面的方位与其对应的最大主应力作用之间的关系。见P71图6-1。 （二）结构面的连续性 连续性反映结构面的贯通程度．常用线连续性系数和面连续性系数表示 。 1、线连续系数K1 是指沿岩体中某结构面延长方向上，结构面各段长度之和(Σa)测线长度的比值，即见p71图6-2 K1=Σa/（Σa+Σb） K1从变化在0一1之间．K1位愈大，说明结构面连续性愈好；当K1＝1时．说明结构面完全贯通 。 （三)结构面的密度 反映结构面的发育密集程度，常用线密度和间距表示。 线密度(Kd)和间距（d） 是指结构面法线方向上单位测线长度交切结构面的条数（条/m)，而间距(d)则是指同一组结构面法线方向上两相邻结构面之间的平均距离 。 两者万为倒数关系，即Kd=1/d b 多组结构面 结构面的密度决定了岩体的完整性和岩块的块度。一般来说。结构面发育愈集。岩体的完整性愈差，岩块块度愈小，进而导致岩体的力学性质变差。渗透性增强 。 普里斯特(Priest，1976)等人提出用结构面的线密度来估算岩体的质量指标(RQD值)。即 （四)结构面的形态 4）结构面形态： ①要素：起伏形态、起伏角、粗糙度。 ②对岩体的力学性质和剪切强度有影响。 ③起伏角:i=arctan(2δ/L) 结构面的粗糙度 结构面的粗糙度可用粗糙度系数 JRC表示。 粗糙程度可将粗糙度系数(JRC)分为如图6—5所示的10级 。 (五)结构面的张开度 ①张开度：结构面两壁间的垂直距离。 结构面是闭合的、干净无充填物或为后期岩脉充填，结构面抗剪强度取决于结构面的形态、起伏差、粗糙度及两侧岩块性质。 结构面闭合，有泥质或矿物薄膜充填或有地下水浸染，结构面抗剪强度取决于结构面的形态、两侧岩块性质及矿物薄膜的亲水性。 ③张开:强度决定于充填物。 (六)结构面的充填胶结特征 a.胶结充填物成分对结构面力学性质的影响 ①铁硅质胶结强度高； ②钙质胶结强度较差； ③黏土、泥质胶结强度最差。 b.胶结充填物厚度对结构面力学性质的影响： ①薄膜充填：厚度小于1mm； ②薄层充填：厚度小于起伏、强度与充填物和结构面有关； ③厚层充填：厚度大于起伏、强度取决于充填物，易滑移。 (七)结构面的分级及其持征 按结构面的规模及其力学效应，可将结构面划分为5级．其主要特征见p73表6—2。 实测结构面：是指ⅰ、ⅱ、ⅲ结构面，通过野外地质测绘工作，按其产状和位置直接表示在不同比例尺的工程地质图上。 统计结构面是指ⅳ、ⅴ，是通过野外岩层露头进行统计、分析，认识其统计规律，不直接在工程地质图上表示。 三、软弱夹层 软弱夹层：是指岩体中那些性质软弱、有一定厚度的软弱结构面或软弱带。成因上有原生沉积的、火山碎屑的、沉积变质的、层间错动和断裂破碎的、次生充填的及地下水泥化的等。与周围岩体相比．软弱夹层具有高压缩性和低强度的特征。 结构面的组合关系对岩体稳定性的影响 赤平极射投影定性分析岩体稳定性及判断破坏模式方法简介 四、结构体特征 所谓岩体结构就是结构体和结构面的组合形式。岩体结构包括结构体和结构面两个要素。 结构体特征：规模、形状、产状 规模：按不同级别结构面对岩体的切割，将结构体划分为4级。ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ ⅰ级结构面——地质体或断块体 ⅱ级结构面——山体 ⅲ级结构面——块体 ⅳ级结构面——岩块 形状：柱状、板状 块状、楔形、锥形、菱形等。 结构体形状 五、岩体结构类型的划分 依据结构面和结构体的组合特征，岩体结构类型划分为四大类八个亚类。见P75表6-3 ⅰ、整体块状：整体结构、块