岩体力学-2岩体的变形与强度.ppt

2.3.1岩体强度分析二、对节理化岩体强度的主要认识对节理化岩体强度的认识主要有：（1）破坏方式:因岩体结构面组合及受力状态不同而不同：①轴向劈裂：在具有高角度结构面和低围压情况。②沿结构面滑动破坏③切穿岩石材料：多在高围压情况下，形成共轭剪切破坏。④复合破坏：部分沿结构面，部分沿岩石材料。⑤松胀破坏，裂隙组数较多，围压很低情况。（2）岩体强度介于岩石材料和岩体中最弱结构面之间。（3）围压对节理化岩体强度的影响①围压的大小，影响岩体破坏方式；②岩体抗剪强度随围压增大而增大，但低围压时增长较快。③围压增加，岩体中结构面力学效应逐渐减小；④变形模量随围压增高而显著增加。三、岩体强度的确定方法2.3.1岩体强度分析三、岩体强度的确定方法主要有：试验确定法和经验估算法。（一）试验确定法是指在现场原位切割较大尺寸试件进行单轴压缩、三轴压缩和抗剪强度试验。为了保持岩体的原有力学条件，在试块附近不能爆破，只能使用钻机、风镐等机械破碎，根据设计的尺寸，凿出所需要的试体。一般试体为边长0.5~1.5m的立方体。加载设备用千斤顶和液压枕（扁千斤顶）。（二）经验估算法原位试验费时费钱，难以大量进行。如何根据地质资料及小试块室内试验资料，对岩体强度做出合理估算是岩体力学中要的研究课题。三、结构面综合分级2.2.1结构面的类型岩体内，结构面的规模差别很大；而不同规模的结构面，其性状也会差别明显。所以不同规模的结构面在岩体稳定性分析中所处的地位是不同的。进行结构面分级，有助于在实际工作中区别主次，并可抓住起主导作用的结构面重点关注。由于各具体工程特点、工程地质条件的差异，目前对于结构面的分级方案较多。这些分级方案既有一定的共性，也因地质条件及工程特点不同，存在一定差异。总体上看，在结构面的分级时，一般考虑这些因素：（1）结构面的延伸规模，这是最主要的；（2）结构面的性状；（3）结构面的成因类型；（4）结构面空间方位及其与工程的关系等《工程地质分析原理》给出了三级分级方案：贯通性宏观软弱面：连续或近似连续，有确定的延伸方向，可有一定厚度或影响带。如层面、软弱夹层、断层面或断层破碎带，贯通性表生结构面。控制岩体变形破坏演化方向。显现结构面：硬性结构面，随机断续分布，延伸长度米级或数十米，具有统计优势方向。现场可以测定。各类原生结构面和构造裂隙，表生破裂结构面。一般可以称为基体裂隙。12345该分类方案中“贯通性宏观软弱面”，较为笼统。隐微结构面：短小闭合，长度从毫米级至厘米级，随机分布，具有统计优势方向。手标本及镜下鉴定。岩石中的隐微结构面。三、结构面综合分级2.2.1结构面的类型2.2.1结构面的类型《岩体结构力学》（孙广忠）中将结构面划分为5级级序分级依据力学效应力学属性地质构造特征Ⅰ结构面延伸长，几公里~几十公里，贯通岩体，破碎带宽度达数米至数十米1.形成岩体力学作用边界2.岩体变形和破坏的控制条件;3.构成独立的力学介质单元1.属于软弱结构面；2.构成独立的力学模型较大的断层Ⅱ延伸规模与研究的岩体相当，破碎带宽度几厘米~数米。1.形成块裂体边界2.控制岩体变形和破坏方式3.构成次级地应力场边界属于软弱结构面小断层；层间错动带Ⅲ延伸长度短，从十几米至几十米，无破碎带，面内不夹泥，有的具有泥膜，1.参与块裂岩体切割2.划分Ⅱ级岩体结构类型的依据；3.构成次级地应力场边界多数属于坚硬结构面，少数属于软弱结构面不夹泥，长大节理；开裂的层面Ⅳ延伸短，未错动，不夹泥，有的呈弱结合状态1.划分Ⅱ岩体结构类型的依据2.岩体力学性质，结构效应的基础；3.有的成为次级地应力场边界坚硬结构面节理，劈理，层面，次生裂隙Ⅴ结构面小，且连续性差1.岩体内形成应力集中;2.岩块力学性质结构效应基础坚硬结构面不连续的小节理，隐节理，层面，片理面三、结构面综合分级结构面的类型结构面的自然特性结构面的结合状态及其充填物质结构面的几何形态（或形态特征）结构面的空间分布结构面两侧岩性及其差异结构面的力学性质无充填结构面充填的结构面复合结构面未贯通断续结构面2.2结构面及其力学性质结构面的自然特性是指结构面的现