3.1巖體力學性質(zhì).ppt

1,3巖體力學性質(zhì),巖石力學與工程,ROCKMECHANICSANDENGINEERING,巖體結構,ROCKMASSSTRUCTURE,3,3.1巖體結構主要內(nèi)容,1巖體結構要素2結構面類型3結構面分級及其特性4結構面狀態(tài)5巖體結構類型,4,3.1.1巖體結構要素,5,3.1.2結構面（Structuralplane)類型1,6,3.1.2結構面（Structuralplane)類型2,7,3.1.2結構面（Structuralplane)類型3,8,3.1.3結構面分級及其特性1,9,3.1.3結構面分級及其特性2,10,3.1.3結構面分級及其特性3,11,3.1.3結構面分級及其特性4,12,3.1.3結構面分級及其特性5,13,3.1.4結構面狀態(tài),1）結構面貫通類型和連續(xù)性a.貫通類型非貫通性結構面：較短、不能貫通,巖塊強度降低、變形增大.半貫通性結構面：有一定長度、不能貫通,巖塊強度降低、變形增大貫通性結構面：長度較長、連續(xù)好、貫通整個巖體、構成巖體邊界，它對巖體有較大的影響，破壞常受這種結構面控制,14,b.連續(xù)性結構面的連續(xù)性反映結構面的貫通程度。線連續(xù)性系數(shù)K1：沿結構面延伸方向上，結構面各段長度之和與測線長度比值,K1=a/(a+b),15,面連續(xù)性系數(shù)（面切割度）Xe：在巖體中沿結構面延展平面上，結構面各塊面積之和a與該斷面面積A之比,Xe=a/A,16,巖體按切割度Xe的分類表,17,跡長：在巖體中沿結構面延展跡線的長度。,國際巖石力學學會(ISRM，1978)建議：用結構面的跡長來描述和評價結構面的連續(xù)性，并制訂了相應的分級標準,18,結構面的密集程度反映結構面發(fā)育的密集程度。裂隙度K：沿取樣線方向單位長度上的結構面數(shù)量。設取樣線長度為L,單位m,該長度內(nèi)出現(xiàn)的結構面數(shù)量n，沿取樣線方向結構面平均間距為d，則,K=n/L，d=1/K=L/n,線密度Kd：若取樣線垂直結構面，則裂隙度被稱為線密度。,間距d：同一組結構面法線方向上結構面平均距離。,Kd=n/L，d=1/Kd=L/n,2）結構面密集程度,19,按結構面間距d的分級表,20,多組結構面裂隙度K的計算：,Ka=1/max=cosa/da，Kb=1/mbx=cosb/db，Kn=1/mnx=cosn/dnK=Ka+Kb+Kn,結構面按裂隙度K分類：k=01為疏節(jié)理，k=110為密節(jié)理，k=10100為非常密集節(jié)理，k=1001000為壓碎、糜棱化。,21,裂隙度K與的線密度Kd關系：假設測線OC是水平布置的，且與結構面法線OA在水平面上的投影線OB的夾角為，結構面的傾角為，則,體切割度Xv：面切割度Xe與裂隙度K的乘積；表示一組結構面對巖體的切割程度。,XvKXe,22,3）結構面產(chǎn)狀：要素：走向、傾向、傾角與主應力之間的關系：控制巖體的破壞機理與強度。,23,4）結構面形態(tài)：要素：起伏形態(tài)、起伏角、粗糙度。對巖體的力學性質(zhì)和剪切強度有影響。起伏角:i=arctan(2h/L),24,粗糙度系數(shù)：JRC（jointroughnesscoefficent)巴頓（Barton，1977）提出：粗糙度標準及粗糙系數(shù)挪威巖土工程研究所(NorwegianGeotechnicalIinsitute),25,5）結構面張開度：張開度：結構面兩壁間的垂直距離。點接觸：起伏、鋸齒的凸起點，粘聚力降低。張開:強度決定于充填物。,結構面按張開度分級,26,6）結構面的膠結充填物：a.膠結充填物成分對結構面力學性質(zhì)的影響：鐵硅質(zhì)膠結強度高；鈣質(zhì)膠結強度較差；黏土、泥質(zhì)膠結強度最差。b.膠結充填物厚度對結構面力學性質(zhì)的影響：薄膜充填：厚度小于1mm、應力礦物、強度明顯降低；端續(xù)充填：厚度小于起伏、強度與充填物和結構面有關；連續(xù)充填：厚度稍大于起伏、強度取決于充填物。后層充填：厚度遠大于起伏、強度取決于充填物、易滑移。,27