岩体的工程地质特征

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1、第九章　岩体结构的工程地质研究第一节　岩体的结构特征第二节　岩体的主要力学特性第三节　地应力的工程地质研究第四节　岩体的工程地质分类工程影响范围内的岩石综合体（自然地质体）称为岩体，岩体是由结构面和结构体两部分组成的。结构面也称不连续面，切割岩体的各种地质界面统称为结构面。它们是一些具有一定方向、延展较广、厚度较薄的二维地质界面，如层面、沉积间断面、节理、断层等，也包括厚度较薄的软弱夹层。结构面在空间按不同组合，可将岩体切割成不同形状和大小的块体，这些被结构面所围限的岩块称为结构体。结构面和结构体成为岩体结构单元，不同类型的岩

2、体结构单元的组合和排列形式成为岩体结构。第九章　岩体结构的工程地质研究岩体结构特征的研究意义岩体的结构特征是指岩体中结构面和结构体的形状、规模、性质及其组合关系的特征。岩体中的软弱结构面，常常成为决定岩体稳定性的控制面。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动的部位，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。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。9.1岩体

3、的结构特征岩体结构示意图1)原生结构面(1)沉积结构面沉积岩的层理、层面、沉积间断面及沉积软弱夹层等都属于沉积结构面。(2)火成结构面岩浆侵入、喷溢及冷凝过程中形成的结构面，如流层、冷凝节理、侵入体与围岩的接触面及岩浆间歇喷溢所形成的软弱接触面等。(3)变质结构面变质结构面可分为残留的变余结构面和变成的重结晶结构面两种。前者为沉积岩浅变质所具有，层面仍保留，但在层面上有绢云母、绿泥石等鳞片状矿物密集并呈定向排列。重结晶结构面主要有片理和片麻理等。一、结构面的成因类型玄武岩的原生柱状裂隙沉积岩的层间裂隙内动力形成的结构面包括节理

4、、劈理、断层、层间剪切带等，也称构造结构面。3)次生结构面外动力形成的结构面主要是由风化作用、卸荷及人类活动所形成的结构面，其共同特点是只分布在地表或地表以下数十米的范围内。2)构造结构面构造裂隙卸荷裂隙剪节理（剪切裂隙）河谷地区的卸荷裂隙结构面分级(1)规模：结构面的规模大小相差悬殊。大者可延展数十公里，宽度可达数十米。规模小者延展仅数十厘米或数十米，甚至可以是很微小的不连续裂隙。(2)方位：即结构面的产状。(3)间距：系指相邻结构面间的垂直距离，通常是指一组结构面的平均间距。(4)延续性：它是表征结构面延伸长度和展布范围的

5、指标。(5)粗糙度：结构面的形态有平直的、波状的，锯齿状的、台阶状的和不规则状的几种。二、结构面的特征(1)方位：即结构面的产状。(2)间距：系指相邻结构面间的垂直距离，通常是指一组结构面的平均间距。它是反映岩体的完整程度和岩块大小的重要指标(3)延续性：它是表征结构面延伸长度和展布范围的指标。(4)粗糙度：结构面的平整光滑程度不同，抗剪强度也不同。结构面的形态有平直的、波状的、锯齿状的、台阶状的和不规则状的几种。结构面的起伏程度可用起伏差及起伏角表示，结构面的粗糙程度可用粗糙度系数(JRC)表示，详见结构面的抗剪强度部分。二

6、、结构面的特征分级ⅠⅡⅢⅣ间距（m）>20.5～20.1～0.5<0.1描述不发育较发育发育极发育完整性完整块状碎裂破碎节理间距与完整性的关系结构面的贯通性岩体的面连续性(5)结构面侧壁强度：它可以反映结构面经受风化的程度，可用施密特回弹仪或点荷载仪测定节理壁的强度。(6)张开度：指结构面两壁间的垂直距离。结构面的张开度通常不大，一般小于1mm。(7)充填物：结构面内常见的充填物有砂、粘土、角砾、岩屑及硅质、钙质、石膏质沉淀物，结构面经胶结后强度会提高，其中以铁或硅质胶结者强度最高，泥质及易溶盐类胶结者强度低、抗水性差。未胶结

7、的充填物强度低，充填物厚度不同时，结构面的变形与强度也不同。二、结构面的特征(8)渗流：结构面内有无渗流及流量的大小，对结构面的力学性质、有效应力的大小及施工的难易程度均有重要的影响。(9)节理组数：节理组数的多少，决定了岩石块体的大小及岩体的结构类型(10)块体大小：由数组结构面切割而成的岩石块体，一般称为结构体。二、结构面的特征结构体的形状三、软弱夹层软弱夹层是指在坚硬的层状岩层中夹有强度低、泥质或炭质含量高、遇水易软化、延伸较广和厚度较薄的软弱岩层。成因原生型次生型构造型沉积型、喷发沉积型、浅变质软弱矿物富集型层间挤压错

8、动形成的层间剪切带风化型、充填型包括：岩块岩屑型、岩屑夹泥型、泥夹岩屑型及泥型（GB50287-99,附录D)等。三、软弱夹层特点厚度薄多呈相互平行，延伸长度和宽度不一的多层状结构松散岩性、厚度、性状和延伸范围，常有很大变化力学强度低，与其结构、矿物成分和颗粒组成有关四、泥化