文档介绍：第二章 岩体的力学性质
2019
-
*
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：
2019
-
*
§2-1 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。
2019
-
*
4、碎裂结构
构造发育，各种结构面与断裂交叉发育，且多为泥质充填。岩体破碎，呈块状或片状，局部裹有坚硬的大块或条块状岩石，属不均一的不连续介质，稳定性很差。
岩体
完整性系数
结构面间距
块状碎裂结构
<
<
层状碎裂结构
<
<
2019
-
*
2019
-
*
5、散体结构
完整性系数：<
主要为各种剧烈风化或挤压破碎的岩体或土体。结构面相当发育，呈网状，岩体极度破碎，并混有断层泥，呈松散堆积或压密堆积。
岩土工程特征：稳定性极差，岩体属性接近松散体介质。
2019
-
*
2019
-
*
完整性系数：层状 ～; 薄层状<
结构面间距：层状 ～ m ；薄层状< m
由中厚（～ m）及薄层（<）的均一、坚硬、软弱或软硬相间的沉积岩或沉积变质岩形成的岩体。结构面以层理、片理、节理为主，往往有层间错动，结构体呈板状、片状互相紧密叠合。
岩土工程特征：工程范围内，一组节理明显发育，在层内具有均一的地质特征与力学特性，属各向异性、层内均质的连续介质。其变形和强度特征受层面及岩层组合控制，岩体稳定性较差。
3、板层状结构
2019
-
*
2019
-
*
1、产状
结构面产状三要素：走向、倾向、倾角；
与主应力之间的关系：控制岩体的破坏机理与强度。
§2-2 岩体结构面的几何与力学性质
一、结构面的几何性质
2019
-
*
结构面的分步密度反映结构面发育的密集程度，以裂隙度和切割度表示。
①裂隙度K ：沿取样线方向单位长度上的结构面数量。
设取样线长度为L,单位m,该长度内出现的结构面数量n，沿取样线方向结构面平均间距为d′，则
K=n/L ， d′ =1/K=L/n
线密度Kd：若取样线垂直结构面，则裂隙度被称为线密度。
间距d：同一组结构面法线方向上结构面平均距离。
Kd=n/Ld ， d =1/Kd=Ld /n
2、分布密度
2019
-
*
多组结构面裂隙度K 的计算：
Ka=1/max =cosξa/da ，
Kb=1/mbx =cosξb/db ，
······，
Kn=1/mnx =cosξn/dn
K=Ka+Kb+···+Kn
2019
-
*
切割度Xe：岩体被节理割裂分离的程度。当岩体仅含一个节理时，眼节理面在岩体中取一贯通整体的平直断面，节理面积a与该断面面积A之比成为岩体的切割度Xe。
若沿着岩体某断面上同时存在面积为a1，a2，…，an的几个节理面，则岩体沿该断面的切割度为
Xe=（ a1+a2+…+an）/A
某组节理切割的程度可用Xv表示：
Xv= Xe .K
2019
-
*
3、张开度
结构面的张开度是指结构面两壁面间的垂直距离。
2019
-
*
结构面的形态可以用侧壁的起伏形态及粗糙度来反映。
结构面侧壁的起伏形态分为：平直的、台阶状的、锯齿状的、波状的和不规则状的。
4、形态
侧壁的起伏程度可用起伏角i表示：
2019
-
*
可以用线密度来估算岩体质量指标RQD (rock quality designation) ：
RQD的原始定义为：长度大于10cm的岩心长度之和与钻孔总进尺的百分比，按下式计算：
2019
-
*
结构面的粗糙度用粗糙度系数JRC (Joint Roughness Coefficient)表示。根据标准粗糙度剖面将结构面的粗糙度系数划分为10级。随粗糙度的增大，结构面的摩擦角也增大。
标准粗糙度剖面见右图。
2019
-
*
二、结构面的力学性质
为何要研究结构面的力学性质？
1 引起工程岩体失稳破坏
2 控制岩体变形
3 控制地下水渗透
4 影响岩体中应力分布
2019
-
*
（1）法向变形特征
①曲线形状，先凹，后陡；归结为接触微凸体的弹性变形、压碎、间接拉裂隙产生、新的接触点和面的增加。
②初始阶段，结构面变形为主，
当σn=σc / 3时结构面变形基本完成
③最大闭合量小