岩体的结构特征

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1、第一章岩体的地质与结构特征主要内容：1、基本概念岩块、结构面、岩体2、岩块的物质组成、结构特征及风化程度3、结构面的成因类型、分级、特征、软弱结构面4、岩体成因及其特征、岩体的结构特征岩块、结构面、岩体一、基本概念岩石(Rock)－－各种矿物的集合体。1.结构面(StructuralPlane、discontinuities)－－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或带。包括：层面、不整合面、节理、断层、片理面、劈理、软弱夹层、卸荷裂隙和风化裂隙等。显著结构面(能明显地将岩石切割开来的分界

2、面)、不显著结构面(微结构面)(包含在岩石块体内结合比较牢固的面如微层面、微裂隙等)沪蓉西高速扁担垭隧道掌子面岩体岩块、结构面、岩体3.岩体(Rockmass)－－是指地质历史过程中形成的，由岩块和结构面网络组成的，具有一定的结构，并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。2.岩块(Rockblock)－－把不含显著结构面的岩石块体称为岩块，它是构成岩体的最小岩石单元体（intactrock,structuralelement）。10岩石是各种矿物的集合体，是地质作用的产物。大部分新鲜岩块质地坚硬致密,孔隙小而少,抗水性强

3、,透水性弱,力学强度高－－其物理力学特点主要由矿物组成和结构构造等决定。岩块的物理力学性质受物质组成、结构构造与风化程度的影响（一）岩块的物质组成造岩矿物类型：含氧盐、氧化物、氢氧化物、卤化物、硫化物和自然元素等。硅酸盐、碳酸盐和氧化物类矿物是构成岩石最常见矿物，其常见矿物如：石英、长石、辉石、橄榄石、方解石、白云石、角闪石、云母、绿泥石、蒙脱石、高岭石等。二、岩块－－不含显著结构面的岩石块体1岩块的物质组成1.岩石的矿物成分及其相对含量是决定新鲜岩块力学性质的一个重要因素•岩块中硬度大的粒状、柱状矿物越多，其强度愈高：石英、长石、辉石

4、、角闪石等•岩块中硬度小的片状矿物越多，其强度愈低：云母、绿泥石、蒙脱石、高岭石等（1）硅酸盐类矿物及相应岩石的物理力学特点矿物：长石、辉石、角闪石、橄榄石等，晶体呈粒状、柱状，硬度大。常见岩石：花岗岩、闪长岩、玄武岩岩石物理力学特点：1）强度高，抗变形能力好；2）易风化成高岭石、水云母等。010（2）粘土矿物（特殊的硅酸盐类矿物）矿物：高岭石、水云母、蒙脱石三类，晶体呈薄片状、或鳞片状，硬度小。常见岩石：泥岩、页岩等。岩石物理力学特点：1）强度低，抗变形能力差；2）极易风化。矿物成分及其相对含量对新鲜岩块力学性质的影响（3）碳酸盐类矿

5、物矿物：方解石、白云石等。常见岩石：石灰岩、白云岩、泥质灰岩、泥灰岩等。岩石物理力学特点：受CaCO3和泥质的含量影响大。CaCO3含量越高，岩石强度高、抗变形和抗风化性能好；泥质含量高，力学性质较差。碳酸盐岩体常发育岩溶现象。1矿物成分及其相对含量对新鲜岩块力学性质的影响（4）氧化物类矿物矿物：石英等，等轴状，硬度大，化学性质稳定。常见岩石：石英砂岩等。岩石物理力学特点：石英含量越高，岩石强度更大和抗变形性能更好2.岩石成因和类型对岩块力学性质的影响•岩浆岩：以粒状硅酸盐、石英等为主，岩块物理力学性质一般很好。岩石成因和类型对岩块力学

6、性质的影响01粗碎屑岩其力学性质在很大程度上取决于胶结物，与碎屑成分也有关•沉积岩：细碎屑岩如页岩、泥岩等力学性质很差碳酸盐岩力学性质与组成成分的含量有关1岩块的物质组成岩石成因和类型对岩块力学性质的影响浅变质岩千枚岩、板岩等含片状矿物多，力学性质较差•变质岩：与母岩类型及变质程度有关深变质岩片麻岩、石英岩等含粒柱状矿物多，力学性质好10（二）岩块的结构与构造1.岩块的结构指岩石内矿物颗粒的大小、形状和排列方式、微结构面发育情况、粒间连结方式等在岩块构成上所表现出的特征。其中，矿物颗粒间的连结和微结构面的发育特征对岩块的力学性质影响很大

7、。（1）连结类型（结晶连结和胶结连结）•结晶连结矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起，如岩浆岩、大部分变质岩、部分沉积岩。原子或离子作用力，其强度较高。结构与构造10•胶结连结矿物颗粒通过胶结物连结在一起，岩块强度：等粒结构＞非等粒结构；细粒结构＞粗粒结构；斑状结构中，细粒基质＞玻璃基质。晶粒愈细，愈均匀，玻璃质愈少，则强度越高相同成分的粗粒花岗岩σC=120MPa细粒花岗岩σC=250MPa如沉积碎屑岩等胶结物成分与胶结类型不同，岩块力学性质不同：岩块强度：1）硅质胶结＞铁质、钙质胶结＞泥质胶结（抗水性最差）2）基质胶结＞孔隙式胶结＞接触式

8、胶结连结类型结晶连结和胶结连结结晶结构不同，岩块力学性质不同：10（2）微结构面岩块的结构与构造指存在于矿物颗粒内部或颗粒间的弱面或缺陷，包括矿物解理面、晶格缺陷、粒间空隙、微裂隙、微层面及片理面、片麻理面