岩体力学中国地质大学贾洪彪第五章结构面的变形与强度性质VIP免费

第五章 结构面的变形与强度性质 第一节 概 述 在岩体稳定性和地下水渗流分析中，通常把岩体视为岩块(结构体)与结构面组成的割裂体。 在国内外已建和在建的岩体工程中普遍存在有软弱夹层问题。如黄河小浪底水库工程左坎肩砂岩中由薄层粘土岩泥化形成的泥化夹层；葛洲坝水利工程坝基的泥化夹层，还有长江三峡自然岸坡中的各种软弱夹层等。都不同程度地影响和控制着所在工程岩体的稳定性。因此，岩体结构面力学和水力学性质的研究，是岩体力学和工程地质学中重要的研究课题之一，其中结构面变形与强度性质的研究，在工程实践中具有十分重要的实际意义，这主要有以下几方面的原因。 (1)大量的工程实践表明：在工程荷载(一般小于10MPa)范围内，工程岩体的失稳破坏有相当一部分是沿软弱结构面破坏的。如法国的马尔帕塞坝坝基岩体、意大利瓦依昂水库库岸滑坡、中国拓溪水库塘岩光滑坡等等，都是岩体沿某些软弱结构面滑移失稳而造成的。这时，结构面的强度性质是评价岩体稳定性的关键。 (2)在工程荷载作用下，结构面及其充填物的变形是岩体变形的主要组分，控制着工程岩体的变形特性。 (3)结构面是岩体中渗透水流的主要通道。在工程荷载作用下，结构面的变形又将极大地改变岩体的渗透性、应力分布及其强度。因此，预测工程荷载作用下岩体渗透性的变化，必须研究结构面的变形性质及其本构关系。 (4)工程荷载作用下，岩体中的应力分布也受结构面及其力学性质的影响。 由于岩体中的结构面是在各种不同地质作用中形成和发展的。因此，结构面的变形和强度性质与其成因及发育特征密切相关。结构面的成因类型及其特征在第二章第二节中已有详细介绍，本章主要讨论结构面的变形与强度性质。结构面的变形与强度性质主要通过室内外岩体力学试验进行研究。 第二节 结构面的变形性质 一、结构面的法向变形性质 (一 )法向变形特征 在同一种岩体中分别取一件不含结构面的完整岩块试件和一件含结构面的岩块试件。然后，分别对这两种试件施加连续法向压应力，可得到如图5-1 所示的应力变形关系曲线。如果设不含结构面岩块的变形为Δ Vr， 含结构面岩块的变形为Δ Vt， 则结构面的法向闭合变形ΔVj 为： (5-1) 利用(5-1)式，可得到结构面的σ n-Δ Vj 曲线，如图5-1(b)所示。从图所示的资料及试验研究可知，结构面的法向变形有以下特征。 图 5-1 典型岩块和结构面法向变形曲线(据 Goodman， 1976) (1)开始时随着法向应力的增加，结构...