岩体的结构特性与物理性质讲义.ppt
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1、2.1 岩体的结构特性岩体的结构特性岩石(根据成因)可分为:岩石(根据成因)可分为:岩浆岩岩浆岩沉积岩沉积岩变质岩变质岩在已有岩石的基础上,经过变质混合作用在已有岩石的基础上,经过变质混合作用后形成的;后形成的;海洋、湖泊沉积形成海洋、湖泊沉积形成特点:层状,同一特点:层状,同一时期时期 性质相近;性质相近;岩浆喷发、坚硬、均一;也叫火成岩岩浆喷发、坚硬、均一;也叫火成岩2.1 岩体的结构特性岩体的结构特性岩体的组成岩体的组成岩体是由岩体是由结构面网络结构面网络结构面网络结构面网络及其所围限的及其所围限的岩块岩块岩块岩块(结构体结构体结构体结构体)所所组成。组成。具有一定的具有一定的结构结构结
2、构结构是岩体的是岩体的显著特征显著特征显著特征显著特征之一。之一。岩体中存在着复杂的岩体中存在着复杂的天然应力状态天然应力状态天然应力状态天然应力状态和和地下水地下水地下水地下水,这是,这是岩体与其他材料的岩体与其他材料的根本区别根本区别根本区别根本区别之一。之一。2.1 岩体的结构特性岩体的结构特性岩体的结构岩体的结构岩体结构(岩体结构(rockmassstructure)指岩体中)指岩体中结构面结构面结构面结构面与与结构体结构体结构体结构体的的排列组合排列组合排列组合排列组合关系。关系。p结构体结构体(structuralelement)指岩体中被结构面切割围限的岩石指岩体中被结构面切割围
3、限的岩石块体。它不同于岩块的概念。块体。它不同于岩块的概念。p结构体的规模取决于结构面的密度,密度愈小,结构体的规结构体的规模取决于结构面的密度,密度愈小,结构体的规模愈大模愈大,与结构面对应与结构面对应,划分为五级。划分为五级。p常用块度模数(单位体积内的常用块度模数(单位体积内的级结构体数级结构体数)或结构体体积来或结构体体积来表示结构体规模。表示结构体规模。2.1 岩体的结构特性岩体的结构特性岩石(根据成因)可分为:岩石(根据成因)可分为:淤积淤积地质体地质体(岩体岩体)结构面结构面结构体结构体结构面少,连续性差,闭合结构面少,连续性差,闭合结构面少,连续性差,闭合结构面少,连续性差,闭
4、合 巨型(原型)结构巨型(原型)结构巨型(原型)结构巨型(原型)结构结构面较发育结构面较发育结构面较发育结构面较发育 块状结构块状结构块状结构块状结构结构面极发育结构面极发育结构面极发育结构面极发育 破裂(散体)结构破裂(散体)结构破裂(散体)结构破裂(散体)结构根据相根据相对组合对组合关系划关系划分岩体分岩体的结构的结构2.1 岩体的结构特性岩体的结构特性岩体结岩体结构类型构类型岩体地质类型岩体地质类型主要主要结构结构形状形状结构面发育情况结构面发育情况岩土工程特征岩土工程特征可能发生的岩土可能发生的岩土工程问题工程问题整体状整体状结结构构均质,巨块状岩浆均质,巨块状岩浆岩、变质岩,巨厚岩、
5、变质岩,巨厚层沉积岩、正变质层沉积岩、正变质岩岩巨块巨块状状以原生构造节理为主,多呈闭合以原生构造节理为主,多呈闭合型,裂隙结构面间距大于型,裂隙结构面间距大于15m,一般不超过,一般不超过12组,无危险结组,无危险结构面组成的落石掉块构面组成的落石掉块整体性强度高,岩体稳定,整体性强度高,岩体稳定,可视为均质弹性各向同性可视为均质弹性各向同性体体不稳定结构体的不稳定结构体的局部滑动或坍塌,局部滑动或坍塌,深埋洞室的岩爆深埋洞室的岩爆块状结块状结构构厚层状沉积岩、正厚层状沉积岩、正变质岩、块状岩浆变质岩、块状岩浆岩、变质岩岩、变质岩块状、块状、柱柱状状只具有少量贯穿性较好的节理裂只具有少量贯穿
6、性较好的节理裂隙,裂隙结构面间距隙,裂隙结构面间距0.71.5m。一般为一般为23组,有少量分离体组,有少量分离体整体强度较高,结构面互整体强度较高,结构面互相牵制,岩体基本稳定,相牵制,岩体基本稳定,接近弹性各向同性体接近弹性各向同性体层状结层状结构构多韵律的薄层及中多韵律的薄层及中厚层状沉积岩、副厚层状沉积岩、副变质岩变质岩层状、层状、板状、板状、透镜透镜体体有层理、片理、节理,常有层间有层理、片理、节理,常有层间错动面错动面接近均一的各向异性体,接近均一的各向异性体,其变形及强度特征受层面其变形及强度特征受层面及岩层组合控制,可视为及岩层组合控制,可视为弹塑性体,稳定性较差弹塑性体,稳定
7、性较差不稳定结构体可不稳定结构体可能产生滑塌,特能产生滑塌,特别是岩层的弯张别是岩层的弯张破坏及软弱岩层破坏及软弱岩层的塑性变形的塑性变形碎裂状碎裂状结构结构构造影响严重的破构造影响严重的破碎岩层碎岩层块状块状断层、断层破碎带、片理、层理断层、断层破碎带、片理、层理及层间结构面较发育,裂隙结构及层间结构面较发育,裂隙结构面间距面间距0.250.5m,一般在,一般在3组以组以上,由许多分离体形成上,由许多分离体形成完整性破坏较大,整体强完整性破坏较大,整体强度很低,并受断裂等软弱度很低,并受断裂等软弱结构面控制,多呈弹塑性结构面控制,多呈弹塑性介质,稳定性很差介质,稳定性很差易引起规模较大易引起
8、规模较大的岩体失稳,地的岩体失稳,地下水加剧岩体失下水加剧岩体失稳稳散体状散体状结构结构构造影响剧烈的断构造影响剧烈的断层破碎带,强风化层破碎带,强风化带,全风化带带,全风化带碎屑碎屑状颗状颗粒状粒状断层破碎带交叉,构造及风化裂断层破碎带交叉,构造及风化裂隙密集,结构面及组合错综复杂,隙密集,结构面及组合错综复杂,并多充填粘性土,形成许多大小并多充填粘性土,形成许多大小不一的分离岩块不一的分离岩块完整性遭到极大破坏,稳完整性遭到极大破坏,稳定性极差,岩体属性接近定性极差,岩体属性接近松散体介质松散体介质易引起规模较大易引起规模较大的岩体失稳,地的岩体失稳,地下水加剧岩体失下水加剧岩体失稳稳岩体
9、的结构类型岩体的结构类型2.1 岩体的结构特性岩体的结构特性岩体结构面的特征岩体结构面的特征结构面的成因类型结构面的成因类型2.1 岩体的结构特性岩体的结构特性岩体结构面的特征岩体结构面的特征结构面的成因类型结构面的成因类型成因类型成因类型地质类型地质类型主主要要特特征征工程地质评价工程地质评价产产状状分分布布性性质质原原生生结结构构面面沉积沉积结构面结构面1层理层面层理层面2软弱夹层软弱夹层3不整合面、假整合面不整合面、假整合面4沉积间断面沉积间断面一般与岩层产状一般与岩层产状一致,为层间结一致,为层间结构面构面海相岩层中此类结构海相岩层中此类结构面分布稳定,陆相岩面分布稳定,陆相岩层中呈交
10、错状,易尖层中呈交错状,易尖灭灭层面、软弱夹层等结构面较为平层面、软弱夹层等结构面较为平整;不整合面及沉积间断面多由整;不整合面及沉积间断面多由碎屑泥质物构成,且不平整碎屑泥质物构成,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,瓦依弗朗西斯、马尔帕塞坝的破坏,瓦依昂水库附近的巨大滑坡昂水库附近的巨大滑坡岩浆岩浆结构面结构面1侵入体与围岩接触面侵入体与围岩接触面2岩脉岩墙接触面岩脉岩墙接触面3原生冷凝节理原生冷凝节理岩脉受构造结构岩脉受构造结构面控制,而原生面控制,而原生节理受
11、岩体接触节理受岩体接触面控制面控制接触面延伸较远,比接触面延伸较远,比较稳定,而原生节理较稳定,而原生节理往往短小密集往往短小密集与围岩接触面可具熔合及破碎两与围岩接触面可具熔合及破碎两种不同的特征,原生节理一般为种不同的特征,原生节理一般为张裂面,较粗糙不平张裂面,较粗糙不平一般不造成大规模的岩体破坏,但有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滑移,如有的坝肩局部滑移变质变质结构面结构面1片理片理2片岩软弱夹层片岩软弱夹层产状与岩层或构产状与岩层或构造方向一致造方向一致片理短小,分布极密,片理短小,分布极密,片
12、岩软弱夹层延展较片岩软弱夹层延展较远,具固定层次远,具固定层次结构面光滑平直,片理在岩层深结构面光滑平直,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程及地下洞体稳定也有影响构造结构面构造结构面1节理(节理(X型节理、张型节理、张节理)节理)2断层(冲断层、捩断断层(冲断层、捩断层、横断层)层、横断层)3层间错动层间错动4羽状裂隙、劈理羽状裂隙、劈理产状与构造线呈产
13、状与构造线呈一定关系,层间一定关系,层间错动与岩层一致错动与岩层一致张性断裂较短小,剪张性断裂较短小,剪切断裂延展较远,压切断裂延展较远,压性断裂规模巨大,但性断裂规模巨大,但有时为横断层切割成有时为横断层切割成不连续状不连续状张性断裂不平整,常具次生充填,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、岩,成带状分布,往往含断层泥、糜棱岩糜棱岩对岩体稳定影响很大,在上述许多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体破坏过程中,大都有构造结构面的
14、配合作用。此外常造成边坡及地下工配合作用。此外常造成边坡及地下工程的塌方、冒顶程的塌方、冒顶次生结构面次生结构面1卸荷裂隙卸荷裂隙2风化裂隙风化裂隙3风化夹层风化夹层4泥化夹层泥化夹层5次生夹泥层次生夹泥层受地形及原结构受地形及原结构面控制面控制分布上往往呈不连续分布上往往呈不连续状,透镜状,延展性状,透镜状,延展性差,且主要在地表风差,且主要在地表风化带内发育化带内发育一般为泥质物充填,水理性质很一般为泥质物充填,水理性质很差差在天然及人工边坡上造成危害,有时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影响,
15、但一般在施工中予以清基处理2.1 岩体的结构特性岩体的结构特性岩体结构面的特征岩体结构面的特征结构面的规模结构面的规模级级级级指大断层或区域性断层。控制工程建设地区的地壳稳定性,指大断层或区域性断层。控制工程建设地区的地壳稳定性,直接影响工程岩体稳定性;直接影响工程岩体稳定性;级级级级指延伸长而宽度不大的区域性地质界面指延伸长而宽度不大的区域性地质界面。级级级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。面及层间错动等。级级级级指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、小断层及较发育的片指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、小断层
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- 结构 特性 物理性质 讲义