巖體力學(xué)(國家精品課程word)

1、當(dāng)前位置： HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/study.htm 課程學(xué)習(xí)/ HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha1/cha1-0.htm 第一章 緒論/學(xué)習(xí)指導(dǎo) HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_main/Front0.htm t main 學(xué)習(xí)指導(dǎo) 內(nèi)容簡介：巖體力學(xué)是力學(xué)的一個分支學(xué)科，是研究巖體在各種力場作用下變形與破壞規(guī)律的理論及其實際應(yīng)用的科學(xué)，是一門應(yīng)用型基礎(chǔ)學(xué)科。它的研究對象是各類巖體。本章主要介紹巖體力學(xué)的

2、定義、學(xué)科分支、研究意義、研究內(nèi)容、研究方法、巖體力學(xué)的發(fā)展歷史和發(fā)展趨勢。 視頻導(dǎo)學(xué)： 學(xué)習(xí)要點：掌握巖體力學(xué)的概念、研究對象、研究內(nèi)容、研究方法等內(nèi)容；了解巖體力學(xué)的研究意義；了解巖體力學(xué)的形成發(fā)展歷史，了解巖體力學(xué)的發(fā)展趨勢。 基本概念：巖體力學(xué)、工程巖體力學(xué) 學(xué)習(xí)內(nèi)容： HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha1/cha1-1.htm 第一章 緒論 學(xué)習(xí)進度： 2學(xué)時 參考書籍： 重慶建筑工程學(xué)院、同濟大學(xué)，1981，巖體力學(xué)。北京：中國建筑工業(yè)出版社。 谷德振著，1979，巖體工程地質(zhì)力學(xué)基礎(chǔ)。北京：科學(xué)出版社。 郭志著，1

3、996，實用巖體力學(xué)。北京：地震出版社。 湖南水利水電勘測設(shè)計院，1983，邊坡工程地質(zhì)。北京：水利電力出版社。 華安增，1980，礦山巖石力學(xué)基礎(chǔ)。北京：煤炭工業(yè)出版社。 李鐵漢、潘別桐，1980，巖體力學(xué)。北京：地質(zhì)出版社。 當(dāng)前位置： HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/study.htm 課程學(xué)習(xí)/ HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha1/cha1-0.htm 第一章 緒 論/第一章 緒 論 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/r

4、ock_main/Front0.htm t main 第一章 緒 論 一、巖體力學(xué)的定義與分支學(xué)科 1、定義 巖體力學(xué)(Rockmass Mechanics)是力學(xué)的一個分支學(xué)科，是研究巖體在各種力場作用下變形與破壞規(guī)律的理論及其實際應(yīng)用的科學(xué)，是一門應(yīng)用型基礎(chǔ)學(xué)科。 國際上往往把巖體力學(xué)稱為巖石力學(xué)(Rock Mechanics) 2、學(xué)科分支 廣義地講，巖體力學(xué)包括如下分支： （1）工程巖體力學(xué)為各類建筑工程及采礦工程等服務(wù)的巖體力學(xué)，重點是研究工程活動引起的巖體重分布應(yīng)力以及在這種應(yīng)力場作用下工程巖體(如邊坡巖體、地基巖體和地下洞室圍巖等)的變形和穩(wěn)定性。通常所講的巖體力學(xué)就是指的工程巖

5、體力學(xué)。 （2）構(gòu)造巖體力學(xué)為構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、找礦及地震預(yù)報等服務(wù)的巖體力學(xué)，重點是探索地殼深部巖體的變形與斷裂機理，為此需研究高溫高壓下巖石的變形與破壞規(guī)律以及與時間效應(yīng)有關(guān)的流變特征。 （3）破碎巖石力學(xué)為掘進、鉆井及爆破工程服務(wù)的巖體力學(xué)，主要是研究巖石的切割和破碎理論以及巖體動力學(xué)特性。 3、研究意義 在巖體表面或其內(nèi)部進行任何工程活動，都必須符合安全、經(jīng)濟和正常運營的原則。以露天采礦邊坡坡角選擇為例，坡角選擇過陡，會使邊坡不穩(wěn)定，無法正常采礦作業(yè)，坡角選擇過緩，又會加大其剝采量，增加其采礦成本。然而，要使巖體工程既安全穩(wěn)定又經(jīng)濟合理，必須通過準(zhǔn)確地預(yù)測工程巖體的變形與穩(wěn)定性、正確的工程設(shè)

6、計和良好的施工質(zhì)量等來保證。其中，準(zhǔn)確地預(yù)測巖體在各種應(yīng)力場作用下的變形與穩(wěn)定性，進而從巖體力學(xué)觀點出發(fā)，選擇相對優(yōu)良的工程場址，防止重大事故，為合理的工程設(shè)計提供巖體力學(xué)依據(jù)，是工程巖體力學(xué)研究的根本目的和任務(wù)。 巖體力學(xué)的發(fā)展是和人類工程實踐分不開的。起初，由于巖體工程數(shù)量少，規(guī)模也小，人們多憑經(jīng)驗來解決工程中遇到的巖體力學(xué)問題。因此，巖體力學(xué)的形成和發(fā)展要比土力學(xué)晚得多。隨著生產(chǎn)力水平及工程建筑事業(yè)的迅速發(fā)展，提出了大量的巖體力學(xué)問題。諸如高壩壩基巖體及拱壩拱座巖體的變形和穩(wěn)定性；大型露天采坑邊坡、庫岸邊坡及船閘、溢洪道等邊坡的穩(wěn)定性；地下洞室圍巖變形及地表塌陷；高層建筑、重型廠房和核電

7、站等地基巖體的變形和穩(wěn)定性；以及巖體性質(zhì)的改善與加固技術(shù)等等。對這些問題能否做出正確的分析和評價，將會對工程建設(shè)和生產(chǎn)的安全性與經(jīng)濟性產(chǎn)生顯著的影響，甚至帶來嚴重的后果。 在人類工程活動的歷史中，由于巖體變形和失穩(wěn)釀成事故的例子是很多的。實例： HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha1/CHA1_SL1.HTM t _blank 1、 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha1/Cha1_sl2.htm t _blank 2、 HYPERLINK /08jpkc/hbin7

8、4/ytlx/ytweb/rock_study/cha1/Cha1_sl3.htm t _blank 3、 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha1/Cha1_sl4.htm t _blank 4、 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha1/Cha1_sl5.htm t _blank 5、 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha1/Cha1_sl6.htm t _blank 6 二、研究內(nèi)容與研究方法 1、研究

9、內(nèi)容 （1）巖塊、巖體地質(zhì)特征的研究 巖塊與巖體的許多性質(zhì)，都是在其形成的地質(zhì)歷史過程中形成的。因此，巖塊與巖體地質(zhì)特征的研究是巖體力學(xué)分析的基礎(chǔ)。主要包括： 1）巖石的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)特征； 2）結(jié)構(gòu)面特征及其對巖體力學(xué)性質(zhì)的影響； 3）巖體結(jié)構(gòu)及其力學(xué)特征； 4）巖體工程分類。 （2）巖石的物理、水理與熱學(xué)性質(zhì)的研究 （3）巖塊的基本力學(xué)性質(zhì)的研究 為了全面了解巖體的力學(xué)性質(zhì)，或者在巖體力學(xué)性質(zhì)接近于巖塊力學(xué)性質(zhì)的條件下，可通過巖塊力學(xué)性質(zhì)的研究，減少或替代原位巖體力學(xué)試驗研究。內(nèi)容包括： 1）巖塊在各種力作用下的變形和強度特征以及力學(xué)參數(shù)的室內(nèi)實驗技術(shù)； 2）荷載條件、時間等對巖塊變形和強

10、度的影響； 3）巖塊的變形破壞機理及其破壞判據(jù)。 （4）結(jié)構(gòu)面力學(xué)性質(zhì)的研究 結(jié)構(gòu)面力學(xué)性質(zhì)是巖體力學(xué)最重要的研究內(nèi)容。內(nèi)容包括： 1）結(jié)構(gòu)面在法向壓應(yīng)力及剪應(yīng)力作用下的變形特征及其參數(shù)確定； 2）結(jié)構(gòu)面剪切強度特征及其測試技術(shù)與方法。 （5）巖體力學(xué)性質(zhì)的研究 巖體力學(xué)性質(zhì)是巖體力學(xué)最基本的研究內(nèi)容。內(nèi)容包括： 1）巖體的變形與強度特征及其原位測試技術(shù)與方法； 2）巖體力學(xué)參數(shù)的弱化處理與經(jīng)驗估算； 3）荷載條件、時間等因素對巖體變形與強度的影響； 4）巖體中地下水的賦存、運移規(guī)律及巖體的水力學(xué)特征。 （6）巖體中天然應(yīng)力分布規(guī)律及其量測的理論與方法的研究 （7）邊坡巖體、地基巖體及地下洞室

11、圍巖等工程巖體的穩(wěn)定性研究 這是巖體力學(xué)實際應(yīng)用方面的研究，內(nèi)容包括： 1）各類工程巖體中重分布應(yīng)力的大小與分布特征； 2）各類工程巖體在重分布應(yīng)力作用下的變形破壞特征； 3）各類工程巖體的穩(wěn)定性分析與評價等。 （8）巖體性質(zhì)的改善與加固技術(shù)的研究，包括巖體性質(zhì)、結(jié)構(gòu)的改善與加固，地質(zhì)環(huán)境(地下水、地應(yīng)力等)的改良等。 （9）各種新技術(shù)、新方法與新理論在巖體力學(xué)中的應(yīng)用研究 （10）工程巖體的模型、模擬試驗及原位監(jiān)測技術(shù)的研究 模型模擬試驗包括數(shù)值模型模擬、物理模型模擬和離心模型模擬試驗等，這是解決巖體力學(xué)理論和實際問題的一種重要手段。而原位監(jiān)測既可以檢驗巖體變形與穩(wěn)定性分析成果的正確與否，同

12、時也可及時地發(fā)現(xiàn)問題。 2、研究方法 （1）工程地質(zhì)研究法 研究巖塊和巖體的地質(zhì)與結(jié)構(gòu)特征，為巖體力學(xué)的進一步研究提供地質(zhì)模型和地質(zhì)資料。 （2）試驗法 為巖體變形和穩(wěn)定性分析計算提供必要的物理力學(xué)參數(shù)。 （3）數(shù)學(xué)力學(xué)分析法 通過建立巖體力學(xué)模型和利用適當(dāng)?shù)姆治龇椒ǎA(yù)測巖體在各種力場作用下的變形與穩(wěn)定性，為設(shè)計和施工提供定量依據(jù)。 （4）綜合分析法 采用多種方法考慮各種因素(包括工程的、地質(zhì)的及施工的等)進行綜合分析和綜合評價，得出符合實際情況的正確結(jié)論。 三、巖體力學(xué)的形成與發(fā)展 1、形成歷史 1951年，在奧地利創(chuàng)建了地質(zhì)力學(xué)研究組，并形成了獨具一格的奧地利學(xué)派。 同年，國際大壩會議設(shè)

13、立了巖石力學(xué)分會。 1956年，美國召開了第一次巖石力學(xué)討論會。 1957年，第一本巖石力學(xué)專著出版。 1959年，法國馬爾帕塞壩潰決，引起巖體力學(xué)工作者的關(guān)注和研究。 1962年，成立國際巖石力學(xué)學(xué)會(ISRM)。 1966年，第一屆國際巖石力學(xué)大會在葡萄牙的里斯本召開。 2、發(fā)展前沿 巖體結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)面的仿真模擬、力學(xué)表述及其力學(xué)機理問題 裂隙化巖體的強度、破壞機理及破壞判據(jù)問題 巖體與工程結(jié)構(gòu)的相互作用與穩(wěn)定性評價問題 軟巖的力學(xué)特性及其巖體力學(xué)問題 水-巖-應(yīng)力耦合作用及巖體工程穩(wěn)定性問題 高地應(yīng)力巖體力學(xué)問題 巖體結(jié)構(gòu)整體綜合仿真反饋系統(tǒng)與優(yōu)化技術(shù) 巖體動力學(xué)、水力學(xué)與熱力學(xué)問題 巖體

14、流變與長期強度問題 巖體工程計算機輔助設(shè)計與圖像自動生成處理。 當(dāng)前位置： HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/study.htm 課程學(xué)習(xí)/ HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha1/cha1-0.htm HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/Study.htm 第一章 緒 論/練習(xí)與思考 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/cha2-0.htm HY

15、PERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_main/Front0.htm t main 本章小結(jié)本章重點介紹了巖體力學(xué)的概念、研究對象、研究內(nèi)容及研究方法，對巖體力學(xué)的形成與發(fā)展作了一般說明。練習(xí)與思考1、巖體力學(xué)包括哪三種分類，各有何側(cè)重？ 2、巖體力學(xué)的研究對象是什么？你能舉出幾個巖體變形破壞的事例？ 3、巖體力學(xué)的研究方法有哪些，有什么區(qū)別？ 4、你對巖體力學(xué)的形成與發(fā)展有哪些了解？ 當(dāng)前位置： HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/study.htm 課程學(xué)習(xí)/ HYPERLINK /08jpk

16、c/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/cha2-0.htm 第二章 巖體的地質(zhì)特征/學(xué)習(xí)指導(dǎo) HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha1/cha1-2.htm HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_main/Front0.htm t main 學(xué)習(xí)指導(dǎo) 內(nèi)容簡介：巖體力學(xué)研究的對象是在各種地質(zhì)作用下形成的天然巖體。巖體的物理力學(xué)性質(zhì)在很大程度上受形成和改造巖體的各種地質(zhì)作用過程所控制，往往表現(xiàn)出非均勻、非連續(xù)、各向異性和多相性的地質(zhì)特征。因此，在巖體力學(xué)研究

17、中，應(yīng)將巖體地質(zhì)特征的研究工作置于相當(dāng)重要的地位。巖體由巖塊和結(jié)構(gòu)面組成。本章對巖塊、結(jié)構(gòu)面的基本地質(zhì)特征進行研究，從而對巖體的地質(zhì)特征進行分析，在此基礎(chǔ)上對巖體進行工程分類。 視頻導(dǎo)學(xué)：學(xué)習(xí)要點：掌握巖體、巖塊、結(jié)構(gòu)面等重要概念；掌握巖塊物質(zhì)組成對力學(xué)性質(zhì)的影響；掌握結(jié)構(gòu)面地質(zhì)特征與各幾何形態(tài)參數(shù)；了解三大類巖體的地質(zhì)特點；掌握工程巖體的分類方法。 基本概念：巖體、巖塊、結(jié)構(gòu)面、結(jié)構(gòu)面間距、線密度、RQD、連續(xù)性系數(shù)、JRC 學(xué)習(xí)內(nèi)容： HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/cha2-1.htm 第一節(jié) 幾個基本概念 HYPE

18、RLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/cha2-2.htm 第二節(jié) HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/cha2-2.htm 巖塊的物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)特征 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/cha2-3.htm 第三節(jié) HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/cha2-3.htm 結(jié)構(gòu)面特征 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/

19、ytlx/ytweb/rock_study/cha2/cha2-4.htm 第四節(jié) HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/cha2-4.htm 巖體的結(jié)構(gòu)特征 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/cha2-5.htm 第五節(jié) 巖體的工程分類 學(xué)習(xí)進度：總學(xué)時4學(xué)時，具體分配如下： 第一節(jié) 0.5學(xué)時 第二節(jié) 0.5學(xué)時 第三節(jié) 1.0學(xué)時 第四節(jié) 1.0學(xué)時 第五節(jié) 1.0學(xué)時 參考書籍： 重慶建筑工程學(xué)院、同濟大學(xué)，1981，巖體力學(xué)。北京：中國建筑工業(yè)出版社

20、。 谷德振著，1979，巖體工程地質(zhì)力學(xué)基礎(chǔ)。北京：科學(xué)出版社。 郭志著，1996，實用巖體力學(xué)。北京：地震出版社。 湖南水利水電勘測設(shè)計院，1983，邊坡工程地質(zhì)。北京：水利電力出版社。 華安增，1980，礦山巖石力學(xué)基礎(chǔ)。北京：煤炭工業(yè)出版社。 李鐵漢、潘別桐，1980，巖體力學(xué)。北京：地質(zhì)出版社。 當(dāng)前位置： HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/study.htm 課程學(xué)習(xí)/ HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/cha2-0.htm 第二章 巖體的地質(zhì)特征/第一節(jié)

21、 幾個基本概念 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_main/Front0.htm t main 第一節(jié) 幾個基本概念 巖石（Rock）礦物、巖屑的集合體。 結(jié)構(gòu)面（Structural Plane） 指地質(zhì)歷史發(fā)展過程中，在巖體內(nèi)形成的具有一定的延伸方向和長度，厚度相對較小的地質(zhì)界面或帶。 巖塊（Rock block 或 Rock）指不含顯著結(jié)構(gòu)面的巖石塊體，是構(gòu)成巖體的最小巖石單元體。 巖體（Rockmass）是指地質(zhì)歷史過程中形成的，由巖塊和結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)組成的，具有一定的結(jié)構(gòu)并賦存于一定的天然應(yīng)力狀態(tài)和地下水等地質(zhì)環(huán)境中的地質(zhì)體。 觀察下面的照

22、片，熟悉以上概念。 當(dāng)前位置： HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/study.htm 課程學(xué)習(xí)/ HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/cha2-0.htm 第二章 巖體的地質(zhì)特征/第二節(jié) 巖塊的物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)特征 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_main/Front0.htm t main 第二節(jié) 巖塊的物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)特征 一、巖塊的物質(zhì)組成 巖石由具有一定結(jié)構(gòu)構(gòu)造的礦物(含結(jié)晶和非結(jié)晶的)集合體組成。新鮮巖塊的力學(xué)性

23、質(zhì)主要取決于組成巖塊的礦物成分及其相對含量。 一般來說，含硬度大的粒柱狀礦物(如石英、長石、角閃石、輝石等)愈多時，巖塊強度愈高；含硬度小的片狀礦物(如云母、綠泥石、蒙脫石和高嶺石等)愈多時，則巖塊強度愈低。自然界中的造巖礦物有：含氧鹽、氧化物及氫氧化物、鹵化物、硫化物和自然元素五大類。其中以含氧鹽中的硅酸鹽、碳酸鹽及氧化物類礦物最常見，構(gòu)成了幾乎99.9的地殼巖石。而其他礦物的工程地質(zhì)意義不大。 組成巖石的礦物包括硅酸鹽類礦物、黏土礦物、碳酸鹽類礦物和氧化物類礦物。 二、巖塊的結(jié)構(gòu)特征 巖塊的結(jié)構(gòu)：巖石內(nèi)礦物顆粒的大小、形狀、排列方式及微結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況與粒間連結(jié)方式等反映在巖塊構(gòu)成上的特征。

24、 1、粒間連結(jié) 巖石的粒間連結(jié)分結(jié)晶連結(jié)與膠結(jié)連結(jié) 結(jié)晶連結(jié)：礦物顆粒通過結(jié)晶相互嵌合在一起，它是通過共用原子或離子使不同晶粒緊密接觸。 膠結(jié)連結(jié)：礦物顆粒通過膠結(jié)物連結(jié)在一起。膠結(jié)連結(jié)的巖塊強度取決于膠結(jié)物成分及膠結(jié)類型。一般來說，硅質(zhì)膠結(jié)的巖塊強度最高；鐵質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié)的次之；泥質(zhì)膠結(jié)的巖塊強度最低，且抗水性差。 2、微結(jié)構(gòu)面 削弱巖塊的強度，導(dǎo)致各向異性 3、顆粒形狀 強度： 粒狀、柱狀片狀鱗狀 4、顆粒大小 強度： 粗粒細粒 三、巖塊的風(fēng)化 風(fēng)化作用可以改變巖石的礦物組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)造，進而改變巖塊的物理力學(xué)性質(zhì)。一般來說，隨風(fēng)化程度的加深，巖塊的空隙率和變形隨之增大，強度降低，滲透性加大。

25、 衡量巖塊的風(fēng)化程度的指標(biāo)： 1、定性指標(biāo) 顏色 礦物蝕變程度 破碎程度 開挖錘擊技術(shù)特征 2、定量指標(biāo) 風(fēng)化空隙率指標(biāo)(Iw)：快速浸水后風(fēng)化巖塊吸入水的質(zhì)量與干燥巖塊質(zhì)量之比。 波速指標(biāo) 縱波波速（ncp） 波速比(kv) 風(fēng)化系數(shù) 硬質(zhì)巖石按波速指標(biāo)的風(fēng)化分級表巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2002） 風(fēng)化程度ncp（m/s）kvkf全風(fēng)化50010000.20.4-強風(fēng)化100020000.40.650000.91.00.91.0當(dāng)前位置： HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/study.htm 課程學(xué)習(xí)/ HYPERLIN

26、K /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/cha2-0.htm 第二章 巖體的地質(zhì)特征/第三節(jié) 結(jié)構(gòu)面特征 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_main/Front0.htm t main 第三節(jié) 結(jié)構(gòu)面特征 一、結(jié)構(gòu)面的成因類型 1、地質(zhì)成因類型 （1）原生結(jié)構(gòu)面 巖體在成巖過程中形成的結(jié)構(gòu)面。 沉積結(jié)構(gòu)面是沉積巖在沉積和成巖過程中形成的，有層理面、軟弱夾層、沉積間斷面和不整合面等。 巖漿結(jié)構(gòu)面是巖漿侵入及冷凝過程中形成的結(jié)構(gòu)面，包括巖漿巖體與圍巖的接觸面、各期巖漿巖之間的接觸面和原生冷凝節(jié)理等。 變

27、質(zhì)結(jié)構(gòu)面在變質(zhì)過程中形成，分為殘留結(jié)構(gòu)面和重結(jié)晶結(jié)構(gòu)面。 （2）構(gòu)造結(jié)構(gòu)面 是巖體形成后在構(gòu)造應(yīng)力作用下形成的各種破裂面，包括斷層、節(jié)理、劈理和層間錯動面等。 （3）次生結(jié)構(gòu)面 是巖體形成后在外營力作用下產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)面，包括卸荷裂隙、風(fēng)化裂隙、次生夾泥層和泥化夾層等。 各類巖體結(jié)構(gòu)面特征見下表。 巖體結(jié)構(gòu)面的類型及其特征 成因類型地質(zhì)類型 主 要 特 征工程地質(zhì)評價產(chǎn) 狀分 布 性 質(zhì)原生結(jié)構(gòu)面 沉積結(jié)構(gòu)面1層理層面2軟弱夾層3不整合面、假整合面4沉積間斷面一般與巖層產(chǎn)狀一致，為層間結(jié)構(gòu)面 海相巖層中此類結(jié)構(gòu)面分布穩(wěn)定，陸相巖層中呈交錯狀，易尖滅 層面、軟弱夾層等結(jié)構(gòu)面較為平整；不整合面及沉積間

28、斷面多由碎屑泥質(zhì)物構(gòu)成，且不平整 國內(nèi)外較大的壩基滑動及滑坡很多由此類結(jié)構(gòu)面所造成的，如奧斯汀、圣弗朗西斯、馬爾帕塞壩的破壞，瓦依昂水庫附近的巨大滑坡巖漿巖結(jié)構(gòu)面1侵入體與圍巖接觸面2巖脈巖墻接觸面3原生冷凝節(jié)理 巖脈受構(gòu)造結(jié)構(gòu)面控制，而原生節(jié)理受巖體接觸面控制 接觸面延伸較遠，比較穩(wěn)定，而原生節(jié)理往往短小密集 與圍巖接觸面可具熔合及破碎兩種不同的特征，原生節(jié)理一般為張裂面，較粗糙不平 一般不造成大規(guī)模的巖體破壞，但有時與構(gòu)造斷裂配合，也可形成巖體的滑移，如有的壩肩局部滑移 變質(zhì)結(jié)構(gòu)面1片理2片巖軟弱夾層產(chǎn)狀與巖層或構(gòu)造方向一致片理短小，分布極密，片巖軟弱夾層延展較遠，具固定層次結(jié)構(gòu)面光滑平直

29、，片理在巖層深部往往閉合成隱蔽結(jié)構(gòu)面，片巖軟弱夾層具片狀礦物，呈鱗片狀 在變質(zhì)較淺的沉積巖，如千枚巖等路塹邊坡常見塌方。片巖夾層有時對工程及地下洞體穩(wěn)定也有影響 構(gòu)造結(jié)構(gòu)面 1節(jié)理（X型節(jié)理、張節(jié)理）2斷層（沖斷層、捩斷層、橫斷層）3層間錯動4羽狀裂隙、劈理產(chǎn)狀與構(gòu)造線呈一定關(guān)系，層間錯動與巖層一致 張性斷裂較短小，剪切斷裂延展較遠，壓性斷裂規(guī)模巨大，但有時為橫斷層切割成不連續(xù)狀張性斷裂不平整，常具次生充填，呈鋸齒狀，剪切斷裂較平直，具羽狀裂隙，壓性斷層具多種構(gòu)造巖，成帶狀分布，往往含斷層泥、糜棱巖對巖體穩(wěn)定影響很大，在上述許多巖體破壞過程中，大都有構(gòu)造結(jié)構(gòu)面的配合作用。此外常造成邊坡及地下工

30、程的塌方、冒頂 次生結(jié)構(gòu)面 1卸荷裂隙2風(fēng)化裂隙3風(fēng)化夾層4泥化夾層5次生夾泥層 受地形及原結(jié)構(gòu)面控制分布上往往呈不連續(xù)狀，透鏡狀，延展性差，且主要在地表風(fēng)化帶內(nèi)發(fā)育一般為泥質(zhì)物充填，水理性質(zhì)很差在天然及人工邊坡上造成危害，有時對壩基、壩肩及淺埋隧洞等工程亦有影響，但一般在施工中予以清基處理 2、力學(xué)成因類型 （1）剪性結(jié)構(gòu)面是剪應(yīng)力形成的，破裂面兩側(cè)巖體產(chǎn)生相對滑移，如逆斷層、平移斷層以及多數(shù)正斷層等。 特點：連續(xù)性好，面較平直，延伸較長并有擦痕鏡面等。 （2）張性結(jié)構(gòu)面是由拉應(yīng)力形成的，如羽毛狀張裂面、縱張及橫張破裂面、巖漿巖中的冷凝節(jié)理等。 特點：張開度大、連續(xù)性差、形態(tài)不規(guī)則、面粗糙，

31、起伏度大及破碎帶較寬,易被充填,常含水豐富,導(dǎo)水性強。 二、結(jié)構(gòu)面的規(guī)模 級 指大斷層或區(qū)域性斷層?？刂乒こ探ㄔO(shè)地區(qū)的地殼穩(wěn)定性，直接影響工程巖體穩(wěn)定性； 級 指延伸長而寬度不大的區(qū)域性地質(zhì)界面。 級 指長度數(shù)十米至數(shù)百米的斷層、區(qū)域性節(jié)理、延伸較好的層面及層間錯動等。 、級結(jié)構(gòu)面控制著工程巖體力學(xué)作用的邊界條件和破壞方式，它們的組合往往構(gòu)成可能滑移巖體的邊界面，直接威脅工程安全穩(wěn)定性。 級 指延伸較差的節(jié)理、層面、次生裂隙、小斷層及較發(fā)育的片理、劈理面等。是構(gòu)成巖塊的邊界面，破壞巖體的完整性，影響巖體的物理力學(xué)性質(zhì)及應(yīng)力分布狀態(tài)。 級結(jié)構(gòu)面主要控制著巖體的結(jié)構(gòu)、完整性和物理力學(xué)性質(zhì)，數(shù)量多且

32、具隨機性，其分布規(guī)律具統(tǒng)計規(guī)律，需用統(tǒng)計方法進行研究，在此基礎(chǔ)上進行巖體結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)模擬。 級結(jié)構(gòu)面, 又稱微結(jié)構(gòu)面。常包含在巖塊內(nèi)，主要影響巖塊的物理力學(xué)性質(zhì)，控制巖塊的力學(xué)性質(zhì)。 三、 產(chǎn)狀 結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀包括走向、傾向、傾角。 結(jié)構(gòu)面與最大主應(yīng)力間的關(guān)系控制著巖體的破壞機理與強度，結(jié)構(gòu)面展布方向與受力方向不同，巖石的破壞方式與強度不同。 據(jù)單結(jié)構(gòu)面理論，巖體中存在一組結(jié)構(gòu)面時，巖體的極限強度與結(jié)構(gòu)面傾角間的關(guān)系為： 由上式可知：當(dāng)圍壓3不變時，巖體強度(13)隨結(jié)構(gòu)面傾角變化而變化。四 連續(xù)性 結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性反映結(jié)構(gòu)面的貫通程度。 1、線連續(xù)性系數(shù)：指沿結(jié)構(gòu)面延伸方向，結(jié)構(gòu)面各段長度之和(a)

33、與測線長度的比值。如下圖所示，可按下式計算。 K1變化在01之間，K1值愈大說明結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性愈好，當(dāng)K11時，結(jié)構(gòu)面完全貫通。 2、面連續(xù)性系數(shù)：指沿結(jié)構(gòu)面延伸方向，結(jié)構(gòu)面面積之和與總面積的比值。 3、跡長：結(jié)構(gòu)面與巖體露頭交線的長度。 結(jié)構(gòu)面連續(xù)性分級表 描述跡長（m）很低連續(xù)性20五 密度 結(jié)構(gòu)面的密度反映結(jié)構(gòu)面發(fā)育的密集程度。 1、線密度(Kd) 指結(jié)構(gòu)面法線方向單位測線長度上交切結(jié)構(gòu)面的條數(shù)(條/m)。 2、間距(d) 指同一組結(jié)構(gòu)面法線方向上兩相鄰結(jié)構(gòu)面的平均距離。 Kd與d互為倒數(shù)關(guān)系 如果測線水平布置，且與結(jié)構(gòu)面法線的夾角為，結(jié)構(gòu)面的傾角為時: 結(jié)構(gòu)面間距分級表 描述間距（mm

34、）極密集的間距6000 可以用線密度來估算巖體質(zhì)量指標(biāo)RQD(rock quality designation) RQD的原始定義為：長度大于10cm的巖心長度之和與鉆孔總進尺的百分比，按下式計算。 六 張開度 結(jié)構(gòu)面的張開度是指結(jié)構(gòu)面兩壁面間的垂直距離。 n結(jié)構(gòu)面兩壁面一般不是緊密接觸，使結(jié)構(gòu)面實際接觸面積減少，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)面粘聚力降低和滲透性增大。 如在層流條件下，平直而兩壁平行的單個結(jié)構(gòu)面的滲透系數(shù)(Kf)可表達為： 結(jié)構(gòu)面張開度分級表描述結(jié)構(gòu)面張開度（mm）分類很緊密緊密部分張開10裂開結(jié)構(gòu)面很寬的極寬的似洞穴的1010010010001000張開結(jié)構(gòu)面七 形態(tài) n結(jié)構(gòu)面的形態(tài)可以用側(cè)壁的

35、起伏形態(tài)及粗糙度來反映。 結(jié)構(gòu)面?zhèn)缺诘钠鸱螒B(tài)分為：平直的、波狀的、鋸齒狀的、臺階狀的和不規(guī)則狀的。 側(cè)壁的起伏程度可用起伏角(i)表示。 n結(jié)構(gòu)面的粗糙度用粗糙度系JRC(joint roughness coefficient)表示。n根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)粗糙度剖面將結(jié)構(gòu)面的粗糙度系數(shù)劃分為10級。隨粗糙度的增大，結(jié)構(gòu)面的摩擦角也增大。 標(biāo)準(zhǔn)粗糙度剖面見下圖。 八 充填膠結(jié)特征 n結(jié)構(gòu)面膠結(jié)后力學(xué)性質(zhì)有所增強，F(xiàn)e質(zhì)膠結(jié)的強度最高，泥質(zhì)與易溶鹽類膠結(jié)的結(jié)構(gòu)面強度最低，且抗水性差。未膠結(jié)的結(jié)構(gòu)面，力學(xué)性質(zhì)取決于其充填情況，可分為薄膜充填、斷續(xù)充填、連續(xù)充填及厚層充填4類： （1）薄膜充填是結(jié)構(gòu)面兩壁附著一

36、層極薄的礦物膜，厚度多小于1mm，多明顯降低結(jié)構(gòu)面的強度。 （2）斷續(xù)充填結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)與充填物性質(zhì)、壁巖性質(zhì)及結(jié)構(gòu)面的形態(tài)有關(guān)。 （3）連續(xù)充填結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)主要取決于充填物性質(zhì)。 （4）厚層充填結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)很差，主要取決于充填物性質(zhì)，巖體往往易于沿這種結(jié)構(gòu)面滑移而失穩(wěn)。 九 軟弱結(jié)構(gòu)面 軟弱結(jié)構(gòu)面是巖體中具有一定厚度的軟弱帶(層)，與兩盤巖體相比具有高壓縮和低強度等特征，在產(chǎn)狀上多屬緩傾角結(jié)構(gòu)面。 主要包括原生軟弱夾層、構(gòu)造及擠壓破碎帶、泥化夾層及其他夾泥層等。 特性： 由原巖的超固結(jié)膠結(jié)式結(jié)構(gòu)變成了泥質(zhì)散狀結(jié)構(gòu) 或泥質(zhì)定向結(jié)構(gòu) 粘粒含量很高 含水量接近或超過塑限 密度比原巖小 常

37、具有一定的脹縮性 力學(xué)性質(zhì)比原巖差 強度低 壓縮性高 易產(chǎn)生滲透變形 十、結(jié)構(gòu)面的組合關(guān)系 結(jié)構(gòu)面的組合關(guān)系控制著可能滑移巖體的幾何邊界條件、形態(tài)、規(guī)模、滑動方向及滑移破壞類型，它是工程巖體穩(wěn)定性預(yù)測與評價的基礎(chǔ)。 任何堅硬巖體的塊體滑移破壞，都必須具備一定的幾何邊界條件。因此，在研究巖體穩(wěn)定性時，必須研究結(jié)構(gòu)面之間及其與臨空面之間的組合關(guān)系，確定可能失穩(wěn)塊體的形態(tài)、規(guī)模和可能滑移方向等。 例 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/cha2-3-s1.htm 1、 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/yt

38、web/rock_study/cha2/cha2-3-s2.htm 2、 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/cha2-3-s3.htm 3 結(jié)構(gòu)面組合關(guān)系的分析可用赤平投影、立體投影和三角幾何計算法等進行。 當(dāng)前位置： HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/study.htm 課程學(xué)習(xí)/ HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/cha2-0.htm 第二章 巖體的地質(zhì)特征/第四節(jié) 巖體的結(jié)構(gòu)特征 HYPER

39、LINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_main/Front0.htm t main 第四節(jié) 巖體的結(jié)構(gòu)特征 一、巖體的組成 巖體是由結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)及其所圍限的巖塊 (結(jié)構(gòu)體)所組成。 具有一定的結(jié)構(gòu)是巖體的顯著特征之一。 巖體中存在著復(fù)雜的天然應(yīng)力狀態(tài)和地下水，這是巖體與其他材料的根本區(qū)別之一。 二、巖體的結(jié)構(gòu) 巖體結(jié)構(gòu)(rockmass structure)指巖體中結(jié)構(gòu)面與結(jié)構(gòu)體的排列組合關(guān)系。1、結(jié)構(gòu)體特征 結(jié)構(gòu)體(structural element)指巖體中被結(jié)構(gòu)面切割圍限的巖石塊體。它不同于巖塊的概念。結(jié)構(gòu)體的規(guī)模取決于結(jié)構(gòu)面的密度，密度愈小，結(jié)構(gòu)體的規(guī)

40、模愈大,與結(jié)構(gòu)面對應(yīng),劃分為五級。 常用塊度模數(shù)（單位體積內(nèi)的級結(jié)構(gòu)體數(shù)) 或結(jié)構(gòu)體體積來表示結(jié)構(gòu)體規(guī)模。 結(jié)構(gòu)體常見的形狀: 柱狀、板狀、楔形、菱形 ，見下圖 結(jié)構(gòu)體形狀典型類型示意圖(據(jù)孫廣忠，1983)a，b柱狀結(jié)構(gòu)體；d，e菱形或板狀結(jié)構(gòu)體；c，f，g，h，j楔、錐形結(jié)構(gòu)體；i板狀結(jié)構(gòu)體 形狀不同，穩(wěn)定性不同。例如下圖，左邊的巖塊容易下落，不穩(wěn)定，右側(cè)的巖塊穩(wěn)定性好。 結(jié)構(gòu)體的形狀與穩(wěn)定性關(guān)系示意圖 2、巖體的結(jié)構(gòu)類型 由于組成巖體的巖性，遭受的構(gòu)造變動及次生變化的不均一性，導(dǎo)致了巖體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。為了概括地反映巖體中結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體的成因、特征及其排列組合關(guān)系，將巖體結(jié)構(gòu)劃分為4大類。

41、(1)整體與塊狀結(jié)構(gòu) 主要為均質(zhì)、巨塊狀巖漿巖、變質(zhì)巖，巨厚層、厚層沉積巖、正變質(zhì)巖、塊狀巖漿巖、變質(zhì)巖；主要結(jié)構(gòu)形狀為巨塊狀、塊狀、柱狀；以原生構(gòu)造節(jié)理為主，只具有少量貫穿性較好的節(jié)理裂隙，多呈閉合型，裂隙結(jié)構(gòu)面間距大于0.7m，一般不超過13組，無危險結(jié)構(gòu)面組成的落石掉塊，偶有少量分離體。整體性強度高，結(jié)構(gòu)面互相牽制，巖體穩(wěn)定，可視為均質(zhì)彈性各向同性體，可能發(fā)生的巖土工程問題為不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體的局部滑動或坍塌，深埋洞室的巖爆。 (2)層狀結(jié)構(gòu) 主要為多韻律的薄層及中厚層狀沉積巖、副變質(zhì)巖；主要結(jié)構(gòu)形狀為層狀、板狀、透鏡體；有層理、片理、節(jié)理，常有層間錯動。接近均一的各向異性體，其變形及強度特征

42、受層面及巖層組合控制，可視為彈塑性體，穩(wěn)定性較差，可能發(fā)生的巖土工程問題為不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體可能產(chǎn)生滑塌，特別是巖層的彎張破壞及軟弱巖層的塑性變形。 (3)碎裂狀結(jié)構(gòu) 主要為構(gòu)造影響嚴重的破碎巖層；主要結(jié)構(gòu)形狀為塊狀；斷層、斷層破碎帶、片理、層理及層間結(jié)構(gòu)面較發(fā)育，裂隙結(jié)構(gòu)面間距0.250.5m，一般在3組以上，由許多分離體形成。完整性破壞較大，整體強度很低，并受斷裂等軟弱結(jié)構(gòu)面控制，多呈彈塑性介質(zhì)，穩(wěn)定性很差，可能發(fā)生的巖土工程問題為易引起規(guī)模較大的巖體失穩(wěn)，地下水加劇巖體失穩(wěn)。 (4)散體狀結(jié)構(gòu) 主要為構(gòu)造影響劇烈的斷層破碎帶，強風(fēng)化帶，全風(fēng)化帶；主要結(jié)構(gòu)形狀為碎屑狀、顆粒狀；斷層破碎帶交叉，構(gòu)

43、造及風(fēng)化裂隙密集，結(jié)構(gòu)面及組合錯綜復(fù)雜，并多充填粘性土，形成許多大小不一的分離巖塊。完整性遭到極大破壞，穩(wěn)定性極差，巖體屬性接近松散體介質(zhì)，可能發(fā)生的巖土工程問題為易引起規(guī)模較大的巖體失穩(wěn)，地下水加劇巖體失穩(wěn)。三、巖體成因與巖體特征 1、巖漿巖體 無層理，產(chǎn)狀復(fù)雜。根據(jù)巖漿活動方式，巖漿巖可分為深成巖、淺成巖和噴出巖三類。 2、 沉積巖體 具有層理構(gòu)造，巖體呈層狀結(jié)構(gòu)。沉積巖包括他生沉積巖和自生沉積巖兩大類。 3 、變質(zhì)巖體 多數(shù)巖石變質(zhì)后都經(jīng)歷了不同程度的重結(jié)晶作用，結(jié)構(gòu)較致密，抗水性增強，孔隙率較低，透水性弱，抗變形性能好，強度高。因此與沉積巖相比，變質(zhì)巖的性質(zhì)一般要好些。 當(dāng)前位置： H

44、YPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/study.htm 課程學(xué)習(xí)/ HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/cha2-0.htm 第二章 巖體的地質(zhì)特征/第五節(jié) 巖體的工程分類 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_main/Front0.htm t main 第五節(jié) 巖體的工程分類 方法：通過巖體的一些簡單和容易實測的指標(biāo)，把工程地質(zhì)條件和巖體力學(xué)性質(zhì)參數(shù)聯(lián)系起來，并借鑒已建工程設(shè)計、施工和處理等方面成功與失敗的經(jīng)驗教訓(xùn)，對巖體進

45、行歸類的一種工作方法。目的：通過分類，概括地反映各類工程巖體的質(zhì)量好壞，預(yù)測可能出現(xiàn)的巖體力學(xué)問題。為工程設(shè)計、支護襯砌、建筑物選型和施工方法選擇等提供參數(shù)和依據(jù)。一、巖塊的工程分類 1、Deere &Miller 雙指標(biāo)分類 分類指標(biāo)：巖塊抗壓強度（c）、模量比（Et/c） 分類方法： （1）按c將巖塊按下表分為5類。巖塊抗壓強度(c)分類表類別巖塊分類c(MPa)巖石類型舉例A極高強度200石英巖、輝長巖、玄武巖B高強度100200大理巖、花崗巖、片麻巖C中等強度50100砂巖、板巖D低強度2550煤、粉砂巖、片巖E極低強度125白堊、鹽巖（2）按Et/c將巖塊按下表分為3類。巖塊模量(E

46、t/c)分類表類別Et/c分類Et/cH高模量比500M中等模量比200500L低模量比200 （3）綜合二者，將巖塊劃分成不同類別，如AH(高模量比極高強度巖塊)、BL(低模量比高強度巖塊)等。 2 、國標(biāo)巖土工程勘察規(guī)范分類 分類指標(biāo)：新鮮巖塊的飽和單軸抗壓強度 分類方法：按下表分為2大類4亞類。 巖塊強度分類表 類別亞類飽和單軸抗壓強度(MPa)代表性巖石硬質(zhì)巖石極硬巖石60花崗巖、花崗片麻巖、閃長巖、玄武巖、石灰?guī)r、石英砂巖、石英巖、大理巖、硅質(zhì)礫巖等次硬巖石3060軟質(zhì)巖石次軟巖石530粘土巖、頁巖、千枚巖、綠泥石片巖、云母片巖等極軟巖石5 二、巖體的工程分類 HYPERLINK /

47、08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/CHA2-5-s1.HTM 1 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/CHA2-5-s1.HTM t main 、巖體質(zhì)量分級 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/CHA2-5-s2.HTM t main0 2 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/CHA2-5-s2.HTM 、洞室圍巖分類 HYPERLINK /0

48、8jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/CHA2-5-s3.HTM t main0 3 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/CHA2-5-s3.HTM 、巖體地質(zhì)力學(xué)分類 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/CHA2-5-s4.HTM t main0 4 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/CHA2-5-s4.HTM 、巴頓巖體質(zhì)量 當(dāng)前位置： HYPE

49、RLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/study.htm 課程學(xué)習(xí)/ HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/Study.htm 第二章 巖體的地質(zhì)特征/練習(xí)與思考 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha3/cha3-0.htm HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_main/Front0.htm t main 本章小結(jié)本章重點介紹了巖體、巖塊、結(jié)構(gòu)面的概念；結(jié)構(gòu)面的類型及對巖體力學(xué)性質(zhì)的

50、影響；巖體的結(jié)構(gòu)特征；巖體的工程分類方法。對巖塊的物質(zhì)組成特征、三大類巖體的工程特征作了一般介紹。練習(xí)與思考1、在勘探巷道巖壁上進行結(jié)構(gòu)面測線詳測如圖所示，量得兩組結(jié)構(gòu)面沿測線的間距分別為 0.45m和0.8m，且A組結(jié)構(gòu)面的傾角為55，B組傾角為20。 1） 計算每組結(jié)構(gòu)面的真間距及兩組結(jié)構(gòu)面沿測線的混合間距及線密度（Kd）;2） 估算巖體沿詳測線方向的RQD值。 2、何謂巖石的微結(jié)構(gòu)面，主要指哪些，各有什么特點？ 3、自然界中的巖石按地質(zhì)成因分類，可以分為幾大類，各有什么特點？ 4、主要從哪些方面來研究結(jié)構(gòu)面的地質(zhì)特征？ 5、構(gòu)成巖石的主要造巖礦物有哪些，各有何特點？ 6、區(qū)別巖體、巖石、

51、巖塊與結(jié)構(gòu)體等概念的區(qū)別。 當(dāng)前位置： HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/study.htm 課程學(xué)習(xí)/ HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha3/cha3-0.htm t main 第三章 巖石的物理、水理性質(zhì)/學(xué)習(xí)指導(dǎo) HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha2/cha2-6.htm HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_main/Front0.htm t main

52、學(xué)習(xí)指導(dǎo) 內(nèi)容簡介：巖石和土一樣，也是由固體、液體和氣體三相組成的。所謂物理性質(zhì)是指巖石三相組成部分的相對比例關(guān)系不同所表現(xiàn)的物理狀態(tài)。本章介紹與工程密切相關(guān)的巖體的物理性質(zhì)和水理性質(zhì)。 視頻導(dǎo)學(xué)：學(xué)習(xí)要點：掌握巖塊的密度和空隙性等性質(zhì)；掌握巖塊的各水理性質(zhì)。 基本概念：顆粒密度、塊體密度、吸水率、飽和吸水率、軟化系數(shù) 學(xué)習(xí)內(nèi)容： HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha3/cha3-1.htm 第一節(jié) 巖石的物理性質(zhì) HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha3/cha3-2

53、.htm 第二節(jié) HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha3/cha3-2.htm 巖石的水理性質(zhì) 學(xué)習(xí)進度：總學(xué)時2學(xué)時，具體分配如下： 第一節(jié) 0.5學(xué)時 第二節(jié) 1.5學(xué)時 參考書籍： 重慶建筑工程學(xué)院、同濟大學(xué)，1981，巖體力學(xué)。北京：中國建筑工業(yè)出版社。 谷德振著，1979，巖體工程地質(zhì)力學(xué)基礎(chǔ)。北京：科學(xué)出版社。 郭志著，1996，實用巖體力學(xué)。北京：地震出版社。 湖南水利水電勘測設(shè)計院，1983，邊坡工程地質(zhì)。北京：水利電力出版社。 華安增，1980，礦山巖石力學(xué)基礎(chǔ)。北京：煤炭工業(yè)出版社。 李鐵漢、潘別桐，1980，

54、巖體力學(xué)。北京：地質(zhì)出版社。 當(dāng)前位置： HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/study.htm 課程學(xué)習(xí)/ HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_study/cha3/cha3-0.htm t main 第三章 巖石的物理、水理性質(zhì)/第一節(jié) 巖石的物理性質(zhì) HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/rock_main/Front0.htm t main 第一節(jié) 巖石的物理性質(zhì)巖石和土一樣，也是由固體、液體和氣體三相組成的。巖石的物理性質(zhì)是指巖石由于三相組成的相對

55、比例關(guān)系不同所表現(xiàn)的物理狀態(tài)。 一、巖石的密度 1、顆粒密度(s)（1）定義：顆粒密度是指巖石固體相部分的質(zhì)量與其體積的比值。顆粒密度不包括空隙在內(nèi)，因此其大小僅取決于組成巖石的礦物密度及其含量。一般為2.53.2gcm3之間。（2）計算公式：式中：ms巖石的固體部分的質(zhì)量（g）；Vs固體體積（cm3）。（3）測試方法： HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/ROCK_LAB/usualrock/LAB-1.HTM t main0 比重瓶法2、塊體密度()（1）定義：塊體密度是指巖石單位體積內(nèi)的質(zhì)量。（2）計算公式：式中：m巖石的質(zhì)量（g）；V巖石的體積（cm

56、3）。 按巖石試件的含水狀態(tài)，又有干密度(d)、飽和密度(sat)和天然密度()之分，在未指明含水狀態(tài)時一般是指巖石的天然密度。 （3）測試方法： HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/ROCK_LAB/usualrock/LAB-2.HTM t main0 量積法、 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/ROCK_LAB/usualrock/LAB-2.HTM t main0 蠟封法、 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/ROCK_LAB/usualrock/LAB-2.HTM t mai

57、n0 水中稱量法常見巖石的顆粒密度與塊體密度 巖石類型顆粒密度（g/cm3）塊體密度（g/cm3）巖石類型顆粒密度（g/cm3）塊體密度（g/cm3）花崗巖2.502.842.302.80頁 巖2.572.772.302.77閃長巖2.603.102.522.96灰 巖2.482.852.302.77輝綠巖2.603.102.532.97泥灰?guī)r2.702.802.102.70輝長巖2.703.202.552.98白云巖2.602.902.102.70安山巖2.402.802.302.70片麻巖2.633.012.303.00玢 巖2.602.842.402.80石英片巖2.602.802.10

58、2.70玄武巖2.603.302.503.10綠泥石片巖2.802.902.102.85凝灰?guī)r2.562.782.292.50千枚巖2.812.962.712.86礫 巖2.672.712.402.66泥質(zhì)板巖2.702.852.302.80砂 巖2.602.752.202.71大理巖2.802.852.602.70石英巖2.532.842.402.80二、巖石的空隙性 說明：巖石是有較多缺陷的多晶材料，因此具有相對較多的孔隙。同時，由于巖石經(jīng)受過多種地質(zhì)作用，還發(fā)育有各種成因的裂隙，如原生裂隙、風(fēng)化裂隙及構(gòu)造裂隙等。所以，巖石的空隙性比土復(fù)雜得多，即除了孔隙外，還有裂隙存在。 巖石中的空隙有

59、些部分往往是互不連通的，而且與大氣也不相通。因此，巖石中的空隙有開型空隙和閉空隙之分，開型空隙按其開啟程度又有大、小開型空隙之分。與此相對應(yīng)，可把巖石的空隙率分為總空隙率(n)、總開空隙率(no)、大開空隙率(nb)、小開空隙率(na)和閉空隙率(nc)幾種。 空隙率（n） 總開空隙率（n0） 大開空隙率（nb） 小開空隙率（na） 閉空隙率（nc） 說明：一般提到的巖石空隙率系指總空隙率。 巖石的空隙性指標(biāo)一般不能實測，只能通過 HYPERLINK /08jpkc/hbin74/ytlx/ytweb/ROCK_LAB/usualrock/LAB-3.HTM t main0 密度與吸水性等指標(biāo)

60、換算求得，其計算方法將在水理性質(zhì)一節(jié)中討論。 常見巖石的空隙率巖石類型 空隙率（%） 巖石類型 空隙率（%） 巖石類型 空隙率（%） 花崗巖 0.40.5 凝灰?guī)r 1.57.5 片麻巖 0.72.2 閃長巖 0.20.5 礫巖 0.810.0 石英片巖 0.73.0 輝綠巖 0.35.0 砂巖 1.628.0 綠泥石片巖 0.82.1 輝長巖 0.34.0 頁巖 0.410.0 千枚巖 0.43.6 安山巖 1.14.5 灰?guī)r 0.527.0 泥質(zhì)板巖 0.10.5 玢巖 2.15.0 泥灰?guī)r 1.010.0 大理巖 0.16.0 玄武巖 0.57.2 白云巖 0.325.0 石英巖 0.18