第四章 岩体的基本力学性能VIP免费

第四章岩体的基本力学性能第一节概述第二节岩体结构面的分析第三节结构面的变形特性第四节结构面的剪切强度特性第五节结构面的力学效应第六节碎块岩体的破坏第七节岩体的应力—应变效应第八节岩体力学性质的现场测试24/12/28山东科技大学12教学要求：了解岩体中结构面的基本特性及其对岩体力学性能影响。学时分配：6学时。24/12/28山东科技大学3第一节概述天然岩体：多个岩块和多个节理岩块互相咬合和排列岩体中含有明显的地质遗迹：不整合，褶皱，断层，节理，劈理，解理，层理和片理等。统称节理。节理的存在，导致岩体介质的不连续，节理面又叫不连续面。节理造成岩体的不连续性和各向异性。岩体和完整岩石的差别很大。24/12/28山东科技大学4岩体的力学属性完整的岩体－连续介质属性。碎屑岩体和糜棱岩体－土力学属性。破裂岩体或节理岩体－地质力学的属性，部分属于非连续力学的范畴。力学强度－和岩块的强度差别很大，以岩块的强度为上限，以节理的强度为下限。节理岩体的强度要考虑３个方面：非节理岩体，节理和节理岩体。24/12/28山东科技大学一、结构面定量描述的基本参数结构面是没有或有极低抗拉强度的力学不连续面，包括一切地质分离面。结构面的８个描述参数：1．产状：结构面的空间分布状态。由走向，倾向和倾角所组成得三要素描述。一般只用倾向和倾角来描述。走向：节理面与水平面相交的交线方向，用方位角表示。例如N30°E。24/12/28山东科技大学56倾斜：倾斜角度——水平面与节理面最大夹角，垂直节理面走向的倾角。倾斜方向——与走向成垂直的方向，是节理面上倾斜最陡的方位，也是节理。节理面的走向加上或减去90°而得。２．间距：指同组相邻结构面的垂直距离。间距反映结构面的发育和岩体的完整程度。24/12/28山东科技大学7３．延展性：在岩体的露头上，所见的结构面迹线的长度。反映结构面的规模大小。4．粗糙度和起伏度（图4-5）相对于结构面平均平面的不平整度，通常用结构面的粗糙度和起伏度表示。起伏度是相对较大一级的表面不平整状态。粗糙度大，抗剪切强度大。５．结构面面壁强度２个表面，与母岩相比较。24/12/28山东科技大学8６．结构面的开度和充填物结构面２个面壁之间的垂直距离叫开度。处在结构面裂隙中的物质叫充填物。7.结构面的渗透性结构面或岩体见到水流的状态。8.结构面的组数和岩块的尺寸岩体的完整性描述的主要参数。上述参数可以采用现场调查的方法，进行统计分析。24/12/28山东科技大学24/12/28山东科技大学910二、结构面分类（一）结构面成因分类工程地质学角度分类1.原生节理：成岩过程中形成的结构面。例如层面。2.构造节理：构造运动形成的节理。例如断层和共轭节理。3.次生节理：成岩后期形成的节理。例如风化节理。（二）结构面的相对分类和绝对分类1．绝对分类：结构面延长长度。（表4-1）2．相对分类：相对工程尺寸而言，结构面长度。24/12/28山东科技大学表4-1结构面的相对分类尺寸（m）影响带直径（m）结构面的长度（m）工程结构LD细小中等大型平洞小型基础φ=3b=310100~0.20.2~0>2隧洞斜坡φ=30h=1001001000`22~20>20洞穴小型水坝h=40h=40>100>1000~2.52.5~25>25大型水坝高斜坡h=100h=3003003000~66~60>60注：φ—洞径；b—基础宽度；h—工程结构体高度24/12/28山东科技大学1112（三）力学分类：破坏面——大而粗的节理。破坏带——小而密的节理。破坏面+破坏带过度类。24/12/28山东科技大学13三、岩体破碎程度分类岩体破碎程度的分类，是表达结构面对岩体完整性影响的一种评价。缪勒的半定量和半定性的评价方法。（一）裂隙度K（1）裂隙度K是沿着取样线方向，单位长度上节理的数量。设有一取样线，其长度为l，在沿l长度内出现节理数n，则ｋ＝ｎ／l24/12/28山东科技大学14（2）节理平均距离ｄｄ＝l／ｎ＝1／ｋ（3）节理走向垂直距离，要求满足取样线垂直节理。（4）单位节理的分类（4类）岩体为整体结构块状结构碎裂结构极碎裂结构cmdcm18030cmd30cmd180cmd5.6nld24/...