文档介绍：第六章岩体的工程地质性质
及岩体工程分类
中国地质大学(武汉)工程学院
工程地质学Engneering Geology
2018/4/25
中国地质大学工程学院
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第六章岩体的工程地质性质及岩体工程分类
第一节岩体的结构特征
第二节岩体的变形与强度性质
第三节岩体的工程分类
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岩体结构包括结构面和结构体两个要素。结构面是指发育于岩体中,具有一定方向和延伸性,有一定厚度的地质界面。如断层、节理、层理及不整合面等。结构体是指由结构面切割而成的岩石块体。一、结构面的类型
(一)地质成因类型
原生结构面
构造结构面
次生结构面
第一节岩体的结构特征
(二)力学成因类型
张性结构面
剪性结构面
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岩体结构面的类型及其特征
成因类型
地质类型
主要特征
工程地质评价
产状
分布
性质
原生结构面
沉积结构面
1层理层面
2软弱夹层
3不整合面、假整合面
4沉积间断面
一般与岩层产状一致,为层间结构面
海相岩层中此类结构面分布稳定,陆相岩层中呈交错状,易尖灭
层面、软弱夹层等结构面较为平整;不整合面及沉积间断面多由碎屑泥质物构成,且不平整
国内外较大的坝基滑动及滑坡很多由此类结构面所造成的,如奥斯汀、圣·弗朗西斯、马尔帕塞坝的破坏,瓦依昂水库附近的巨大滑坡
岩浆岩结构面
1侵入体与围岩接触面
2岩脉岩墙接触面
3原生冷凝节理
岩脉受构造结构面控制,而原生节理受岩体接触面控制
接触面延伸较远,比较稳定,而原生节理往往短小密集
与围岩接触面可具熔合及破碎两种不同的特征,原生节理一般为张裂面,较粗糙不平
一般不造成大规模的岩体破坏,但有时与构造断裂配合,也可形成岩体的滑移,如有的坝肩局部滑移
变质结构面
1片理
2片岩软弱夹层
产状与岩层或构造方向一致
片理短小,分布极密,片岩软弱夹层延展较远,具固定层次
结构面光滑平直,片理在岩层深部往往闭合成隐蔽结构面,片岩软弱夹层具片状矿物,呈鳞片状
在变质较浅的沉积岩,如千枚岩等路堑边坡常见塌方。片岩夹层有时对工程及地下洞体稳定也有影响
构造结构面
1节理(X型节理、张节理)
2断层(冲断层、捩断层、横断层)
3层间错动
4羽状裂隙、劈理
产状与构造线呈一定关系,层间错动与岩层一致
张性断裂较短小,剪切断裂延展较远,压性断裂规模巨大,但有时为横断层切割成不连续状
张性断裂不平整,常具次生充填,呈锯齿状,剪切断裂较平直,具羽状裂隙,压性断层具多种构造岩,成带状分布,往往含断层泥、糜棱岩
对岩体稳定影响很大,在上述许多岩体破坏过程中,大都有构造结构面的配合作用。此外常造成边坡及地下工程的塌方、冒顶
次生结构面
1卸荷裂隙
2风化裂隙
3风化夹层
4泥化夹层
5次生夹泥层
受地形及原结构面控制
分布上往往呈不连续状,透镜状,延展性差,且主要在地表风化带内发育
一般为泥质物充填,水理性质很差
在天然及人工边坡上造成危害,有时对坝基、坝肩及浅埋隧洞等工程亦有影响,但一般在施工中予以清基处理
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(一)地质成因类型
。可分为沉积结构面、岩浆结构面和变质结构面三类。
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。
岩浆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。
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。
,包括断层、节理、劈理和层间错动面等。
,包括卸荷裂隙、风化裂隙、次生夹泥层和泥化夹层等。
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(二)力学成因类型
1、张性结构面是由拉应力形成的,如羽毛状张裂面、纵张及横张破裂面、岩浆岩中的冷凝节理等
特点:张开度大、连续性差、形态不规则、面粗糙,起伏度大及破碎带较宽,易被充填,常含水丰富,导水性强
2、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。
特点:连续性好,面较平直,延伸较长并有擦痕镜面等。
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走向、倾向、倾角
结构面与最大主应力间的关系控制着岩体的破坏机理与强度。如图,当结构面与最大主应力的夹角为锐角时,岩体将沿结构面产生滑动破坏(图a);当夹角为直角时,表现为切过结构面,产生剪断、岩体破坏(图b);当夹角为0时,则表现为平行结构面的劈裂拉张破坏(图c)。
a b c
二、结构面特征及其对岩体力学