第5讲 岩体结构与结构面性质VIP免费

第二章岩体的力学性质1岩体结构2结构面的几何性质与力学性质3岩体的强度性质4岩体的变形性质5岩体质量评价及其分类本章内容：§2-1岩体结构结构面：是指岩体中存在着的各种不同成因和不同特性的地质界面，包括物质的分界面、不连续面如节理、片理、断层、不整合面等。结构体：由结构面在岩体中切割而成的几何体称为结构体（岩石块体）。岩体：结构面和结构体的地质统一体。图2-1岩体结构示意一、结构面（1）地质成因类型原生结构面：岩体在成岩过程中形成的结构面。沉积结构面是沉积岩在沉积和成岩过程中形成的，有层理面、软弱夹层、沉积间断面和不整合面等。1、成因类型火成结构面是岩浆侵入及冷凝过程中形成的结构面，包括岩浆岩体与围岩的接触面、各期岩浆岩之间的接触面和原生冷凝节理等（如：流层、流线、火山岩流接触面、蚀变带、原生节理等）。变质结构面在变质过程中形成（分为残留结构面和重结晶结构面），如：片理、片麻理、板理、软弱夹层等。构造结构面是岩体形成后在构造应力作用下形成的各种破裂面，包括断层、节理、劈理和层间错动面等。次生结构面是岩体形成后在外营力作用下产生的结构面，包括卸荷裂隙、风化裂隙、次生夹泥层和泥化夹层等。（2）力学成因类型剪性结构面是剪应力形成的，破裂面两侧岩体产生相对滑移，如逆断层、平移断层以及多数正断层等。张性结构面是由拉应力形成的，如粘土岩失水收缩节理、岩浆岩中的冷凝节理等。平移断层正断层逆断层2、分级级序分级依据地质类型对岩体稳定影响Ⅰ级延伸数公里以上（最长达上千公里），破碎带宽度数米~数十米区域性深大断裂影响区域稳定性；如通过工程区，形成岩体力学作用边界Ⅱ级延伸数百米~数公里，破碎带宽度几厘米~几米大中型断层、不整合面、层间错动带、软弱夹层等控制工程岩体力学边界条件和破坏方式，与Ⅲ级结构面组合直接威胁工程稳定Ⅲ级延伸十米~数十米，无破碎带，面内不含泥，仅在一个地质年代的地层中分布小断层、软弱夹层、层间错动带等控制工程岩体力学边界条件和破坏方式，直接威胁工程稳定Ⅳ级延展数厘米~数米，未错动，有的呈弱结合状态，统计结构面节理、劈理、片理、层理、卸荷裂隙、风化裂隙控制岩体的结构、完整性和物理力学性质Ⅴ级微米~毫米，细小或隐微裂面，统计结构面微小节理、隐微裂隙。常包含在岩块内控制岩块的力学性质二、结构体1、结构体分级I级结构体：由I级结构面切割成的结构体(地质体)。II级结构体：由I级结构体经II级结构面切割而成的结构体(山体)。III级结构体：II级结构体再经III级结构面切割而成的结构体。IV级结构体：III级结构体再经IV级结构面切割而成的结构体（完整岩石或岩块）。2、结构体的块度结构体的块度通常指最小结构体的尺寸。在岩体工程稳定性分析中，结构体的块度决定了工程围岩的破坏方式，从而决定了支护和加固方法。在开挖过程中结构体的块度影响施工及临时支护。三、岩体结构类型按岩体I级结构被大规模结构面分割的形态特征可将岩体结构分为块状结构和板层状结构。I级岩体结构整体结构板层状结构块状结构碎裂结构散体结构块状碎裂结构层状碎裂结构块状结构将大规模结构面切割成的岩体结构定义为I级结构；在I级结构基础上，次级结构面切割成的岩体结构定义为II级结构。按岩体II级结构被次级结构面切割的程度和形态特征，可将岩体结构划分：II级岩体结构Vpm—岩体弹性波纵波速度（m/s)Vpr—岩石弹性波纵波速度（m/s)2)(prpmvVVK岩体完整性系数表征岩体结构特征的一个重要参数1、整体结构完整性系数>0.75结构面间距>1.5m岩性单一，节理不发育，无软弱结构面或夹泥，层面结合良好，渗流对岩体特性影响不大，结构尺寸大于工程尺寸。岩土工程特征：整体强度高，岩体稳定，可视为均质、各向同性的连续介质。2、块状结构完整性系数0.35～0.75结构面间距0.7～1.5m节理发育，有若干贯通微张裂隙将岩体切割成柱状、块状或菱形等结构体。工程范围内，有两组以上节理明显发育，构成影响工程稳定性的危险岩块，其尺寸小于工程几何尺寸。岩土工程特征：整体性强度高，结构面相互牵制，岩体基本稳定，接近弹性各向同性体。4、碎裂结构构造发育，各...