文档介绍：第四章第四章岩体的工程地质特性岩体的工程地质特性??概述概述?? 岩体的结构特征岩体的结构特征?? 岩体的主要力学特征岩体的主要力学特征?? 岩体的天然应力状态岩体的天然应力状态?? 岩体的工程分类岩体的工程分类概述 1. 基本概念及研究意义?岩体(rockmass )通常指地质体中与工程建设有关的那一部分岩石,它处于一定的地质环境、被各种结构面所分割。岩体具有一定的结构特征,它由岩体中含有的不同类型的结构面及其在空间的分布和组合状况所确定。?结构面是指岩体中具有一定方向、力学强度相对较低、两向延伸(或具有一定厚度)的地质界面(或带)。如岩层层面、软弱夹层、各种成因的断裂、裂隙等。包括物质分异面、不连续面和软弱夹层。?结构体:结构面在空间的分布和组合可将岩体切割成形状、大小不同的块体,称结构体。 ⑴岩体是复杂的地质体?形成过程复杂:是地质历史的产物,经历过多期构造运动。?组成复杂:岩性、风化状态的多样性?结构复杂:存在大量各种成因的结构面?处于复杂的、变化的地质环境中⑵岩体的强度主要取决于结构面的强度⑶岩体的变形主要取决于结构面闭合、压缩、张裂和剪切滑移, 岩体的破坏形式主要取决结构面的结合形式⑷岩体中存在复杂的天然应力场、温度场和渗流场。 ⑴岩体中的结构面是岩体力学强度相对薄弱的部位,它导致岩体力学性能的不连续性、不均一性和各向异性。只有掌握岩体的结构特征,才有可能阐明岩体不同荷载下内部的应力分布和应力状况。⑵岩体的结构特征对岩体在一定荷载条件下的变形破坏方式和强度特征起着重要的控制作用。岩体中的软弱结构面,常常成为决定岩体稳定性的控制面,各结构面分别为确定坝肩岩体抗滑稳定的分割面和滑移控制面。⑶靠近地表的岩体,其结构特征在很大程度上确定了外营力对岩体的改造进程。这是由于结构面往往是风化、地下水等各种外营力较活动的部位,也常常是这些营力的改造作用能深入岩体内部的重要通道,往往发展为重要的控制面。总之,对岩体的结构特征的研究,是分析评价区域稳定性和岩体稳定性的重要依据。研究结构面最关键的是研究各类结构面的分布规律、发育密度、表面特征、连续特征以及它们的空间组合形式等。岩体结构特征及主要类型 ⑴原生结构面——物质分异面沉积岩的层理、层面、沉积间断面及沉积软弱夹层等陡属于沉积结构面。②火成结构面岩浆侵入、喷溢及冷凝过程中形成的结构面,如流面、冷凝节理、侵入体与围岩的接触面及岩浆间歇喷溢所形成的若若接触面。③变质结构面变质结构面可分为残留的变余结构面和变成的重结晶结构面两种。前者为沉积岩浅变质所具有,层面仍保留,但在层面上有绢云母、绿泥石等鳞片状矿物密集并定向排列。重结晶结构面主要有片理和片麻理。①沉积结构面玄武岩的原生柱状裂隙沉积岩的层间裂隙⑵次生结构面——节理( X型节理,张节理) ——断层(正断层,逆断层,走滑断层) ——层间错动带,羽状裂隙,破劈理①内动力形成的结构面构造裂隙②外动力形成的结构面主要是由风化作用、卸荷及人类活动所形成的结构面,其特点是只分布在地表或地表以下数十米的范围内。——有风化裂隙、卸荷裂隙和次生夹泥层。△次生裂隙:地壳运动在岩体中形成的构造裂隙,风化和卸荷作用形成的裂隙。 ⑴规模:机构面的规模大小相差悬殊。大者可延展数十公里,宽度可达数十米。规模小的延展仅数十厘米或数十米,甚至可以十很微小的不连续裂隙。⑵方位:即结构面的产状⑷延续性:表征结构面延伸长度和展布范围的指标。⑶间距:指相邻结构面间的垂直距离,通常是指一组结构面的平均间距。反映岩体的完整性。⑸粗糙度:结构面的形态有平直的、波状的、锯齿状的、台阶状的和不规则状的几种。起伏程度用起伏差和起伏角表示。⑹结构面侧壁强度:它可以反映结构面经受风化的程度。⑺张开度:指结构面两壁间的垂直距离。⑻充填物:结构面内常见有砂、粘土、角砾、岩屑及硅质、钙质、石膏质沉淀物。铁或硅质胶结者强度最高,泥质及易溶盐类胶结者强度低、抗水性差。未胶结的充填物强度低,充填厚度不同时,变形和强度不通⑼节理组数:节理组数的多少,决定了岩石块体的大小及岩体的结构类型。⑽块体大小:由数组结构面切割而成的岩石块体,一般称为结构体。体积节理组数 Jv——是单位体积通过的总节理数。可根据此来堆块体大小进行分类。原生型:沉积成因的、岩浆活动成因的、变质成因的分布:成层条件好,层次多、有韵律、分布广、厚度大、延伸远、产状稳定、且与岩层一致。次生型:风化、地下水外营力作用形成的夹层分布:产状不稳定,厚度变化大,成层条件不好, 主要分布在风化卸荷带或地下水循环带内构造型:层间错动带;断层破碎带分布:厚度变化大,延续通过多种岩性,倾角变化大,可能