文档介绍：岩体力学
第一章岩体地质与结构特征
李英
8/18/2018
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中国地质大学工程学院岩土工程与工程地质系贾洪彪
第一章岩体地质与结构特征
§ 概述
§ 岩块及其特征
§ 结构面的特征
§ 岩体结构特征及结构控制论
岩石(Rock)矿物、岩屑的集合体。
结构面(Structural Plane) 指地质历史发展过程中,在岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度,厚度相对较小的地质界面或带。
岩块(Rock block 或 Rock)指不含显著结构面的岩石块体,是构成岩体的最小岩石单元体。
岩体(Rockmass)是指地质历史过程中形成的,由岩块和结构面网络组成的,具有一定的结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。
§ 概述
一、岩块的物质组成
§ 岩块及其特征
岩块的力学性质主要取决于组成岩石的矿物成分及其相对含量
粘土矿物
硅酸盐类矿物
碳酸盐类矿物
氧化物类矿物
组成岩石的矿物
二、岩块的结构与构造
岩块的结构:岩石内矿物颗粒的大小、形状、排列方式及微结构面发育情况与粒间连结方式等反映在岩块构成上的特征。
结晶连结:矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起,它是通过共用原子或离子使不同晶粒紧密接触。
岩石的粒间连结分结晶连结与胶结连结
胶结连结:矿物颗粒通过胶结物连结在一起。
胶结连结的岩块强度
硅质胶结>铁质、钙质>泥质胶结
二、岩块的结构特征
微结构面削弱岩块的强度,导致各向异性
颗粒形状强度: 粒状、柱状>片状>鳞状
颗粒大小强度: 粗粒<细粒
二、岩块的结构特征
岩块的构造:矿物集合体之间及其与其他组分之间的排列组合方式。
如岩浆岩中的流线、流面构造,沉积岩中的微层状构造,变质岩中的片状构造及其定向构造。
三、岩块的风化
岩石====>矿物组成和结构改变==>岩块的物理力学性质改变(强度降低、抗变形性能减弱、空隙率增大,渗透性加大)
风化
衡量岩块的风化程度的指标:
定性指标主要有:颜色、矿物蚀变程度、破碎程度及开挖锤击技术特征等。
定量指标主要有风化空隙率指标和波速指标等。
风化空隙率指标(Iw):快速浸水后风化岩块吸入水的质量与干燥岩块质量之比。
波速指标
纵波波速(cp)
波速比(kv)
风化系数
硬质岩石按波速指标的风化分级表
风化程度
vcp(m/s)
kv
kf
全风化
500~1000
~
-
强风化
1000~2000
~
<
中等风化
2000~4000
~
~
微风化
4000~5000
~
~
未风化
>5000
~
~
《岩土工程勘察规范》(GB50021-2002)