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岩体地质与结构特征.ppt

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岩体地质与结构特征.ppt

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文档介绍

文档介绍:岩体地质与结构特征
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、矿物蚀建设地区的地壳稳定性,直接影响工程岩体稳定性;
Ⅱ级 指延伸长而宽度不大的区域性地质界面。
Ⅲ级 指长度数十米至数百米的断层、区域性节理、延伸较好的层面及层间错动等。
Ⅱ、Ⅲ级结构面控制着工程岩体力学作用的边界条件和破坏方式,它们的组合往往构成可能滑移岩体的边界面,直接威胁工程安全稳定性
Ⅳ级 指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、小断层及较发育的片理、劈理面等。是构成岩块的边界面,破坏岩体的完整性,影响岩体的物理力学性质及应力分布状态。
Ⅳ级结构面主要控制着岩体的结构、完整性和物理力学性质,数量多且具随机性,其分布规律具统计规律,需用统计方法进行研究。
Ⅴ级 又称微结构面。常包含在岩块内,主要影响岩块的物理力学性质,控制岩块的力学性质。
二、结构面的规模
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。
三、 产状
据单结构面理论,岩体中存在一组结构面时,岩体的极限强度与结构面倾角间的关系为:
第二章 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
四 连续性
结构面的连续性反映结构面的贯通程度。
1、线连续性系数:指沿结构面延伸方向,结构面各段长度之和(Σa)与测线长度的比值。
K1变化在0~1之间,K1值愈大说明结构面的连续性愈好,当K1=1时,结构面完全贯通。
2、面连续性系数:指沿结构面延伸方向,结构面面积之和与总面积的比值。
结构面连续性分级表
描述
迹长(m)
很低连续性
<1
低连续性
1~3
中等连续性
3~10
高连续性
10~20
很高连续性
>20
五 密度
结构面的密度反映结构面发育的密集程度。
1、线密度(Kd)是指结构面法线方向单位测线长度上交切结构面的条数(条/m)。
2、间距(d)则是指同一组结构面法线方向上两相邻结构面的平均距离。
Kd与d互为倒数关系
如果测线水平布置,且与结构面法线的夹角为α,结构面的倾角为β时:
结构面间距分级表
描述
间距(mm)
极密集的间距
<20
很密集的间距
20~60
密集的间距
60~200
中等的间距
200~600
宽的间距
600~2000
很宽的间距
2000~6000
极宽的间距
>6000
用线密度来估算岩体质量指标RQD(rock quality designation)
岩体质量指标RQD:长度大于10cm的岩心长度之和与钻孔总进尺的百分比。
六 张开度
结构面的张开度是指结构面两壁面间的垂直距离。
结构面两壁面一般不是紧密接触,使结构面实际接触面积减少,导致结构面粘聚力降低和渗透性增大。
如在层流条件下,平直而两壁平行的单个结构面的渗透系数(Kf)可表达为:
结构面张开度分级表
描述
结构面张开度(mm)
分类
很紧密
紧密
部分张开
<
~
~
闭合结构面
张开
中等宽的
宽的
~
~10
>10
裂开结构面
很宽的
极宽的
似洞穴的
10~100
100~1000
>1000
张开结构面
Ⅳ级及部分Ⅲ级结构面的产状、迹长、间距及张开度等几何特征参数,服从一定的随机分布规律。
七 形态
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、波状的、锯齿状的、台阶状的和不规则状的。
侧壁的起伏程度可用起伏角
(i)表示。
结构面的粗糙度用粗糙度系JRC(joint roughness coefficient)表示。
随粗糙度的增大,结构面的摩擦角也增大。
根据标准粗糙度剖面将结构面的粗糙度系数划分为10级。
八 充填胶结特征
结构面胶结后力学性质有所增强,Fe质胶结的强度最高,泥质与易溶盐类胶结的结构面强度最低,且抗水性差。
未胶结的结构面,力学性质取决于其充填情况,可分为:薄膜充填、断续充填、连续充填及厚层充填4类
1 薄膜充填是结构面两壁附着一层极薄的矿物膜,厚度多小于1mm,多明显降低结构面的强度。
2 断续充填结构面的力学性质与充填物性质、壁岩性质及结构面的形态有关。
3 连续充填结构面的力学性质主要取决于充填物性质。
4 厚层充填结构面的力学性质很差,主要取决于充填物性质,岩体往往易于沿这种结构面滑移而失稳。
九 软弱结构面
软弱结构面是岩体中具有一定厚度的软弱带(层),