工程地質(zhì)(ch6巖土體性質(zhì))

1、一、土的物理性質(zhì)指標(biāo)1、比重Gs、密度、重度d浮重度：地下水位以下土體受到水的浮力作用時的有效重度2、含水量、飽和度Sr3、孔隙比e、孔隙度n第六章 巖土體的工程性質(zhì) 第一節(jié) 土的成因類型及其工程特征1二、土的工程分類（土的分類標(biāo)準(zhǔn)）一般土巨粒土和含巨粒土： 60mm顆粒含量 50%巨粒土混合巨粒土巨?；旌贤链至Ｍ粒?00.075mm顆粒質(zhì)量50%礫類土：602mm顆粒質(zhì)量50%砂類土：602mm顆粒質(zhì)量50%細(xì)粒土：0.0750.005顆粒含量50%細(xì)粒土含粗粒的細(xì)粒土有機(jī)土漂石：200mm的巨粒50%卵石：60200mm的巨粒50%礫：細(xì)粒含量5%含細(xì)粒土礫：細(xì)粒含量5%15%細(xì)粒土質(zhì)礫：

2、細(xì)粒含量15%50砂：細(xì)粒含量1.5m，無掉塊局部滑動、坍塌、巖爆塊狀結(jié)構(gòu)塊狀少量貫穿性好的節(jié)理，間距0.71.5m，少量分離體局部滑動、坍塌、巖爆層狀結(jié)構(gòu)層狀板狀透鏡體層理、節(jié)理、片理、常具層間錯動面坍塌、巖層彎張破壞，軟巖塑性變形碎裂狀結(jié)構(gòu)碎塊狀斷層及其破碎帶、片理、層理、層間結(jié)構(gòu)面較發(fā)育，間距0.250.5m，多分離體大規(guī)模巖體失穩(wěn)，地下水惡化散體狀結(jié)構(gòu)碎屑狀顆粒狀斷層破碎帶交叉，裂隙密集，結(jié)構(gòu)面組合復(fù)雜，多充填粘性土，形成大小不一的分離體大規(guī)模巖體失穩(wěn)，地下水惡化8二、軟弱夾層及泥化夾層軟弱夾層及泥化夾層是巖體結(jié)構(gòu)面中性質(zhì)較差，對巖體變形和穩(wěn)定性影響較大的結(jié)構(gòu)面。軟弱夾層是指堅硬巖層之

3、間所夾的力學(xué)強(qiáng)度低、泥炭質(zhì)含量高、遇水易軟化、厚度較薄、延伸較遠(yuǎn)的軟弱巖層。軟弱夾層被泥化的部分為泥化夾層。泥化夾層一般發(fā)育在層間錯面及斷層面附近。是一種非常軟弱的結(jié)構(gòu)面。實(shí)踐證明，軟弱夾層、泥化夾層是控制巖體穩(wěn)定極端重要的因素，國內(nèi)外很多工程失事皆與此有關(guān)。 9泥化夾層的特征：軟弱夾層經(jīng)過一系列地質(zhì)作用變成塑泥的過程稱為泥化泥化的標(biāo)志是其粘粒含量增加，天然含水量大于或等于塑限。泥化夾層具有濕度高、密度小、強(qiáng)度低、變形大等特點(diǎn)。10 泥化夾層的形成過程比較復(fù)雜，最常見的層間錯動泥化夾層的形成條件為：1物質(zhì)基礎(chǔ)：泥化夾層的粘土礦物與母巖的礦物組成具有明顯的一致性。形成的物質(zhì)基礎(chǔ)是粘土礦物含量較高

4、的軟弱夾層。如葛洲壩工程的泥化夾層以蒙脫石為主，小浪底的粘土礦物以伊利石為主。2構(gòu)造作用：軟硬相間的地層組合，在構(gòu)造應(yīng)力作用下易產(chǎn)生層間錯動，錯動面上的巖石被輾磨成細(xì)粒或粉末狀，遇水產(chǎn)生泥化。因此層間錯動構(gòu)造作用是泥化夾層形成的控制性條件。3地下水的作用：巖體內(nèi)地下水的作用，使層間錯動帶內(nèi)被輾磨錯碎的細(xì)粒物質(zhì)進(jìn)一步泥化形成泥化夾層。泥化夾層與其母巖軟夾層相比較，其主要特征是粘粒含量明顯增多，結(jié)構(gòu)松散，密度變小，含水量接近或超過塑限，力學(xué)強(qiáng)度極為軟弱。為了比較合理的確定泥化夾層的抗剪指標(biāo)，通常根據(jù)泥化夾層中碎屑物質(zhì)含量對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分類。如全泥型、泥夾碎屑型、碎屑夾泥型等等，然后確定不同結(jié)構(gòu)類型的

5、抗剪參數(shù)。再綜合確定滑動面上的參數(shù)指標(biāo)。11三 巖體工程分級1、單指標(biāo)分類法(1) 巖石質(zhì)量指標(biāo)（RQD）：采用外徑為75mm的雙層巖芯管金剛石鉆進(jìn)，提取直徑為54mm的巖芯，剔除破碎巖芯，取長度大于10cm的巖芯的累計長度與鉆進(jìn)回次進(jìn)尺之百分比即為RQD值。分5級：(2)巖體彈性波速Vp（m/s)三峽壩址風(fēng)化巖體聲波速度分帶全風(fēng)化巖體 10002000強(qiáng)風(fēng)化巖體 20003000弱風(fēng)化巖體 30004000微風(fēng)化巖體 40005000等級一二三四五巖體性質(zhì)非常好好較好不好非常不好RQD(%)901007590507525500.9 0.750.9 0.450.75 0.20.45 0.22、

6、多指標(biāo)分類法巖體基本質(zhì)量指標(biāo)（BQ，Rock mass basic quality)： BQ=90+3Rc+250KvBQ：巖體所固有的、影響工程巖體穩(wěn)定的最基本屬性，由巖石堅硬程度和巖體完整程度所決定。13BQ的分級因素及其確定方法（1） 分級因素巖石堅硬程度 以飽和單軸抗壓強(qiáng)度Rc表示。巖體完整程度 以巖體完整性指數(shù)Kv表示。Kv=(Vpm/Vpr)2巖石堅硬程度分級硬質(zhì)巖軟質(zhì)巖堅硬巖較堅硬巖較軟巖軟巖極軟巖Rc(MPa)60603030151555完整性完整較完整較破碎破碎極破碎Kv0.750.750.550.550.350.350.150.15Jv33101020203535Jv為巖體

7、體積節(jié)理數(shù)（條/m3），按巖組統(tǒng)計，面積2m5m，Si、Ca、Fe質(zhì)膠結(jié)的不統(tǒng)計。14(2) BQ的確定方法 BQ=90+3Rc+250Kv限制條件：當(dāng)c 90Kv+30時，c取90Kv+30當(dāng) Kv 0.04c+0.4時, Kv取0.04c+0.4(3) BQ的修正 BQBQ-100(k1+k2+k3)k1：考慮地下水影響的修正系數(shù)，取01.0;k2：考慮軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響的修正系數(shù)，取00.6;k3：考慮地應(yīng)力狀態(tài)影響的修正系數(shù)，取0.51.515(4) 巖體基本質(zhì)量分級級別BQ550550451450351350251250定性特征堅硬巖，巖體完整堅硬巖，巖體較完整；較堅硬巖，巖體完整堅硬巖，巖體較破碎；較堅硬巖或軟硬互層，巖體較完整；較軟巖，巖體完整堅硬巖，巖體破碎；較堅硬巖，巖體較破碎破碎；較軟巖或軟硬互層，巖體較破碎破碎；軟巖，巖體較完整較完整較軟巖，巖體破碎；軟巖，巖體較破碎破碎；全部極軟巖和全部極破碎巖16第三節(jié) 巖體中的地應(yīng)力1、初始地應(yīng)力來源及組成地應(yīng)力來源：成巖作用、放射性元素衰變、地殼運(yùn)動等組成：自重應(yīng)力： ；h 構(gòu)造應(yīng)力：具方向性地應(yīng)力測試方法：鉆孔地應(yīng)力解除法、水壓致裂法和聲發(fā)射法等 2、地應(yīng)力分布的一般規(guī)律巖體中的初始應(yīng)力場是三向不等的空間應(yīng)力場垂直向應(yīng)力往往大于巖體自重絕大多數(shù)地區(qū)地殼淺層水平應(yīng)力大于垂直應(yīng)力水平應(yīng)力