第一二章岩土体结构的工程地质研究、软弱岩石的工程地质研究.doc

授课题目 第一章 岩土体结构的工程地质研究 教学目的 与 教学要求 掌握地质体、岩体、工程地质单元、结构面、结构体、岩体结构等基本概念；了解结构面分级；掌握结构面的自然特征和结构面的强度特征；了解岩体结构类型及岩体工程分类原则和土结构和构造的工程地质研究 主 要 内 容 第一节 岩土体结构的基本概念 第二节 结构面主要类型及其自然特征 一、结构面的成因类型； 二、结构面分级 三、结构面的自然特征 第三节 结构面的强度 一、无充填结构面的抗剪强度 (一)平直光滑无充填结构面的抗剪强度。 (二)粗糙起伏无充填结构面的抗剪强度 二、有充填结构面的抗剪强度 第四节 岩体结构类型及岩体工程分类原则 第五节 土结构和构造的工程地质研究 重点与难点 结构面、结构体、岩体结构等基本概念；结构面的自然特征和结构面的强度特征。 教学方法 手段（教具） 参考资料 1 戚筱俊．工程地质及水文地质．北京：中国水利水电出版社，1997 2 陈德基主编．水利工程勘测分册．北京：中国水利水电出版社，2004 3 崔冠英主编，水利工程地质，北京：中国水利水电出版社，1999． 4 左建，郭成久等主编．水利工程地质．北京：中国水利水电出版社，2004 5 孙文怀．工程地质与岩石力学．北京：中央广播电视大学出版社，2002 6 李智毅，杨裕云主编．工程地质学概论．武汉：中国地质出版社，1994 7 张倬元，王士天，王兰生编著．工程地质分析原理．北京：地质出版社，1981 8 胡厚田．土木工程地质．北京：高等教育出版社，2001 课后作业与 思考题 课后思考题：第一章课后思考题与练习题1~4、7~10题。 教学后记 讲稿部分 教学过程 时间分配 此公式即为巴顿提出的预测岩体结构面抗剪强度的一般方程式。具体推导见书。具体参数的确定如下： 1）裂隙抗压强度JCS(Joint Compressine Strength) 据回弹值，利用米勒的经验公式求得。或用常规单轴抗压试验、点荷载试验换算。 2）基本内摩擦角basic angle of internal friction 可采用经验数据或用试验（倾斜试验或推拉试验）确定。 3）裂隙粗糙系数JRC (Joint Roughness Coefficient) 巴顿公式中最重要，也是最难准确确定的参数就是JRC，确定JRC有三种方法： ①倾斜试验：JRC在0~8范围内的节理面，用倾斜试验更准确； ②推拉试验：JRC在8~12范围内的节理面，用推拉试验更准确； ③标准剖面：对各种粗糙程度的节理面都使用。 二、有充填结构面的抗剪强度 取决于充填物的成分和厚度。 结构面其强度还受充填厚度与起伏差之间关系的控制，即充填度。 一般随充填度增加结构面的强度逐渐降低，当充填物的厚度大于起伏差后，充填物逐渐起控制作用。朱庄水库试验资料表明，当充填度达到200％以后，结构面的摩擦系数趋于稳定。 第四节 岩体结构类型及岩体工程分类原则 一、岩体的结构类型（见表1-12） 为概括岩体的变形破坏机理及评价岩体稳定性的需要，可根据岩体的节理化程度，划分岩体的结构类型。《水利水电工程地质勘察规范》(送审稿1993)将岩体结构划分为4个大类和11个亚类，其基本特征见表。 二、岩体工程分类原则 岩体工程分类，一般经历了从定性到定量、从单一指标到多指标综合分类的过程。 （一）按强度或岩体力学属性的分类 1．20世纪50年代 我国曾经按岩石的极限抗压强度把岩石分为四类：特坚硬、坚硬、次坚硬、软岩； 同时，按岩石坚固性系数值大小的普氏分类也被采用； 2．20世纪70年代 中国科学院地质研究所和长春地质学院提出了按岩体属性分类，不同类型的岩体采用不同的计算方法。（表7-7） (二)按岩体稳定性的综合分类 1．1972年以来，中国科学院、国家建委及铁道部门先后提出了按岩体结构的分类方法。 2．1985年水利电力部颁布的《水工隧洞设计规范（84）》中，建议按岩体结构、结构面及其组合状态、地下水的状态等地质因素评价围岩的稳定性，并且把围岩划分为稳定、基本稳定、稳定性差、不稳定和极不稳定五个围岩类别。（表7-8） （三）按岩体质量等级的分类 1．按岩体质量指标分类（RQD）（rock quality designation） 2．岩体质量评分（RMR）——地质力学围岩分类 3．岩体结构评价——RSR分类 4．按岩体质量指标（Q）的分类 5．岩体质量系数Z分类(见书) 6．岩体基本质量ＢQ分类 90年代初，我国总结了国内外岩体分类的经验，从我国103个工程中收集了460组实测数值进行统计分析，最终确定以岩石单轴饱和抗压强度Rb和岩体完整性系数Kv两种参数评价岩体的基本质量B