浅谈陡倾角互层岩石工程地质勘察

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1、浅谈陡倾角互层岩石工程地质勘察　　摘要：贵州省是一个多山的省份，山体多由岩层组成，本文介绍陡倾角互层岩石的工程地质勘察的方法，从工程地质及水文地质方面进行阐述，并对怎样评价地基的均匀性及稳定性作出详细的叙述。关键词：陡倾角互层岩石工程地质勘察地基均匀性评价中图分类号：TU47文献标识码：A1、前言陡倾角互层岩石地基的特点是：在同一基础或相邻基础下的岩石地基，可能由几种不同岩性的岩石组成，而不同岩性的岩石具有不同的岩石强度、风化破碎程度及导水性等物理力学性质。从而导致地基承载力与变形性质产生不均匀和稳定性的差

2、异。因此，对陡倾角互层岩石地基的勘探方法和评价原则与缓倾角岩石地基有着显著的差别，本文就其中的一些重点问题试作探讨。1.1、地基岩层倾斜度的工程意义已有研究资料表明（J·Bray·1977），层状岩石地基中附加应力等值线的分布与岩层倾角密切相关。如图所示，在线性均布荷载作用下，相同岩性地基中附加应力的分布图形（应力泡）有以下几种典型形状。71.1.1、在厚层块状岩体中，应力分布范围内无层面时（图a），封闭应力等值线呈球状。1.1.2、当层状岩石之层面水平和垂直进，封闭应力等值线最大应力方向沿垂直向下扩展，唯

3、层面水平时（图B），应力向两侧扩展较宽，封闭应力等值线呈灯泡状；层面垂直时(图f)，由于受到层面的制约，应力向两侧(垂直层面的方向)扩展极微，但向下扩展则较水平层状岩体更深，封闭应力等值线呈柱状。1.1.3、当层状岩层倾角为45°时(图d)应力向垂直和平行层面两个方向扩展，两方向的应力值大约相等，封闭应力等值线呈马鞍形。1.1.4、当层状岩层倾角为80°和60°时，封闭应力等值线呈不对称的马鞍形，在岩层倾角为30的情况下(图c，大应力方向垂直于层面，小应力方向平行于层面；在岩层倾角为60°的情况下(图e)，

4、大应力方向平行于层面，小应力方向垂直于层面，其应力分布特征与倾角为30者适得其反，且其大应力值更大。7综上所述，岩层中附加应力的分布特征表明，地层倾角45°乃是一个特征界线值。此时的应力泡呈马鞍形，平行和垂直层面的分支应力大致相等；倾角在45°前后，应力泡则变为不对称的马鞍形，倾角小于45°以后大应力垂直于层面方向。随着倾角的变缓，平行于层面方向和小应力值逐渐收敛并趋近于零；倾角大于45°以后，大应力平行于层面方向，并随着倾角的变陡，垂直于层面方向的小应奕力值逐渐收敛并趋近于零。1.1.5、从地基建筑性能的

5、角度出发，可得出以下几点工程意义：1.1.5.1、岩层层面是岩体的一种软弱结构面，垂直层面方向的、岩体强度与稳定性高于平行层面方向，而地层倾角小于45°的地基中，附加应力的大值垂直于层面，倾角大于45°的地基中，附加应力的大值平行于层面。因此，倾角小于45°的地基的强度与稳定性必然优于倾角大于45°的地基。1.1.5.2、附加应力扩展的深度决定着地基勘探的深度与评价范围。地基倾角大于45°地基中，大应力(平行于层面方向)的扩展深度远比小于45°的地基中大应力(垂直于层面方面)的扩展深度为大，因此，倾角大于4

6、5°的地基必须的勘探深度与评价范围也就必然大于倾角小于45°的地基。从上可知，地层倾角大于45°的地基之工程性能显然不如倾角小于45°的地基良好，有鉴于此，从工程观点出发，把地层倾角小于45°界定为“缓倾角”，大于45°界定为“陡倾角”有着明确的指导意义。71.2、地基中任一点附加应力的大小与荷载、地层倾角、岩层的弹性模量、泊松比以及结构面的刚度等参数有关。以上的论述乃基于岩质相同，仅限于研究地层倾角变化的单一因素。对于软硬岩石互层地基，在地层倾角一定的条件下，由于岩质的组合模式不同。附加应力的分布也是不一

7、样的，岩质愈软，附加应力的扩展深度愈大。特别是倾角大于45°的地基，大应力的扩展方向平行层面倾斜方向一侧，如该侧为软质岩构成，则地基建筑条件最为不利。2、岩性及产状在平面及剖面上的分布2.1、岩性是决定地基建筑条件的基本因素，因此对建筑场地内的地层必须按岩性的不同进行详细分层，准确测定各地段的倾向倾角。这里所指的对岩性的详细分层是，除了按岩石学的分类划分而外，还应从工程地质角度尽可能地再勉分出亚类。即进一步细分出过渡类型的岩石，如碳酸盐岩中宜划分出白云岩，白云质灰岩、泥质白云岩、泥质灰岩、泥灰岩、灰岩等。为

8、此；除作现场描述鉴定外，还应取样单轴抗压试验或点荷载强度试验，以取得岩石强度差异的定量指标，从而掌握完整的第一性资料。72.2、为了查明地层分布、钻孔的布置密度除满足地基评价的一般要求外，应根据场地实际予于加密，特别是在基础面积较大且地层倾角较陡的情况下，同一基础下有多层软硬互层岩石存在时，钻孔深度内可能只是同一岩性层或仅接触到下一岩性层，则一柱一孔的布置方案并不能全面查明基底岩性的分布状况，从而易导致以点代面的