第2章-巖石的物理性質(zhì)課件

巖土工程研究所Geotechnical

Institute石崇河海大學(xué)巖土025-83787226scvictory@第2章----巖石的物理性質(zhì)巖土工程研究所GeotechnicalInstitut1第2章

巖石的物理性質(zhì)

2.1巖石的基本特性

2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)

基本物理性質(zhì)

巖石的水理性質(zhì)2.3巖體結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)面的類型和自然特性

結(jié)構(gòu)體及其力學(xué)特點(diǎn)巖體結(jié)構(gòu)類型

2.4巖石（體）的工程分類

完整巖塊的工程分類巖體的工程分類第2章巖石的物理性質(zhì)2.1巖石的基本特性22.1

巖石的基本特性

巖土體是地殼的物質(zhì)組成。巖體是地殼表層圈層，經(jīng)建造和改造而形成的具有一定組分和結(jié)構(gòu)的地質(zhì)體。巖石是由礦物組成的，按成因巖石可劃分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖。成因類型不一樣，差別也很大，因此，工程性質(zhì)極為多樣。1巖漿巖的性質(zhì)巖漿巖具有較高的力學(xué)強(qiáng)度，可作為各種建筑物良好的地基及天然建筑石料。但各類巖石的工程性質(zhì)差異很大。2.1巖石的基本特性

巖土體是地殼的物質(zhì)組成。巖體是地殼表32

沉積巖的性質(zhì)碎屑巖的工程地質(zhì)性質(zhì)一般較好，但其膠結(jié)物的成分和膠結(jié)類型影響顯著；

粘土巖和頁(yè)巖的性質(zhì)相近，抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度低，受力后變形量大，浸水后易軟化和泥化；化學(xué)巖和生物化學(xué)巖抗水性弱，常具不同程度的可溶性。常常導(dǎo)致地基和邊坡的失穩(wěn)。

2.1

巖石的基本特性

2沉積巖的性質(zhì)2.1巖石的基本特性

4

3變質(zhì)巖的性質(zhì)變質(zhì)巖的工程性質(zhì)與原巖密切相關(guān)，往往與原巖的性質(zhì)相似或相近。變質(zhì)巖的片理構(gòu)造會(huì)使巖石具有各向異性特征，水工建筑中應(yīng)注意研究其在垂直及平行于片理構(gòu)造方向上工程性質(zhì)的變化。2.1

巖石的基本特性

3變質(zhì)巖的性質(zhì)2.1巖石的基本特性

5巖石的容重巖石的密度巖石的比重基本物理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)巖石的容重基本物理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)6巖石容重是指單位體積內(nèi)巖石的重量，單位為KN/m3。根據(jù)試樣的含水情況不同，分為干容重（rd）、濕容重（rm）和飽和容重?；疚锢硇再|(zhì)巖石的容重巖石的容重取決于組成巖石的礦物成分、孔隙大小以及含水的多少；一般在26.5—28.0KN/m3之間。隨著巖石容重的增加，極限抗壓強(qiáng)度也隨著增大。2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)巖石容重是指單位體積內(nèi)巖石的重量，單位為KN/m3。根據(jù)試樣7巖石密度:是指單位體積內(nèi)巖石的質(zhì)量，單位為g/cm3。它是研究巖石風(fēng)化、巖體穩(wěn)定性、圍巖壓力和選取建筑材料等必需的參數(shù)。

基本物理性質(zhì)巖石的密度2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)巖石密度:是指單位體積內(nèi)巖石的質(zhì)量，單位為g/cm3。它是8巖石的比重:是指巖石的干的重力除以巖石的實(shí)體體積（不包括孔隙），再與40C時(shí)水的容重相比。-絕對(duì)干燥時(shí)體積為的巖石重量；-巖石的實(shí)體體積（不包括孔隙體積）；-水的容重。

基本物理性質(zhì)巖石的比重2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)巖石的比重:是指巖石的干的重力除以巖石的實(shí)體體積（不包括孔9孔隙性

巖石的孔隙率分為總孔隙率（n）、開口孔隙率（n0）和封閉孔隙率(nc)幾種，各自的定義如下：

總孔隙率：巖石試樣中的孔隙體積與巖石試樣的總體積的百分比；

基本物理性質(zhì)總2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)孔隙性基本物理性質(zhì)總2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)10開口孔隙率：試樣中與大氣相通的孔隙的體積與試樣總體積之比；

基本物理性質(zhì)孔隙性封閉孔隙率：試樣中封閉的孔隙（與大氣不相通的孔隙）的體積與試樣總體積之比；2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)孔隙率與開口和封閉孔隙率的關(guān)系開口孔隙率：試樣中與大氣相通的孔隙的體積與試樣總體積之比；11吸水性抗凍性滲透性膨脹性崩解性軟化性巖石的水理性質(zhì)巖石在水溶液作用下表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)，稱為水理性質(zhì),包括:2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)吸水性膨脹性巖石的水理性質(zhì)巖石在水溶液作用下表現(xiàn)出來(lái)的性12巖石的吸水性巖石在一定的試驗(yàn)條件下吸收水分的能力，稱為巖石的吸水性。常用吸水率，飽水率與飽水系數(shù)等指標(biāo)表示。吸水率（a）

：是指干燥巖石試樣在一個(gè)大氣壓和室溫條件下吸入水的重力（Ww1）與巖石的干重力（Ws）之比,即巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)巖石的吸水性巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)13巖石的吸水性吸水率實(shí)驗(yàn)測(cè)定：烘干箱烘干12小時(shí)（1050C）求得干重Ws，水中浸潤(rùn)12—24小時(shí)，稱得濕重，算出吸入的水重Ww1，從而求得a。影響因素：孔隙的多少和細(xì)微裂隙的連通情況。應(yīng)用：工程上常用吸水率作為判斷巖石的抗凍性及風(fēng)化程度的指標(biāo)。

巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)巖石的吸水性巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)14巖石的吸水性飽水率巖石的飽水率（sa）是指巖石在高壓（一般壓力為15Mpa）或真空條件下吸入水的重量（Ww2）與巖樣干重量（Ws）之比,用百分?jǐn)?shù)表示

巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)巖石的吸水性巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)15巖石的吸水性飽水系數(shù)巖石的吸水率與飽水率之比，稱為飽水系數(shù)。

巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)它反映了巖石中開口孔隙的發(fā)育程度。一般說(shuō)來(lái)，飽水系數(shù)愈大，巖石中的開口孔隙相對(duì)愈多。飽水系數(shù)大，說(shuō)明常壓下吸水后余留的孔隙就愈少，巖石愈容易被凍脹破壞，因而其抗凍性差。巖石的吸水性巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)它反映16巖石的吸水性飽水系數(shù)變化范圍：0.5～０.８之間。

意義：對(duì)于判別巖石的抗凍性具有重要意義，小于0.91，在凍結(jié)中水尚有膨脹和擠入剩余的敞開孔隙的余地。大于0.91，無(wú)余地，凍結(jié)中冰會(huì)對(duì)孔隙和裂隙產(chǎn)生“冰劈”作用，從而造成巖石的脹裂破壞。巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)巖石的吸水性巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)17巖石的抗凍性

巖石抵抗凍融破壞的能力，稱為抗凍性。常用凍融系數(shù)和重力損失率來(lái)表示。作用：評(píng)價(jià)巖石抗風(fēng)化穩(wěn)定性的重要指標(biāo)；影響因素：巖石抗凍性能的高低取決于造巖礦物的熱物理性質(zhì)，顆粒間聯(lián)結(jié)強(qiáng)度以及巖石的含水特征等因素。堅(jiān)硬礦物剛性聯(lián)結(jié)組成的致密巖石抗凍性能高，松軟礦物等結(jié)構(gòu)不致密的巖石抗凍性能低。巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)巖石的抗凍性巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)182.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)巖石的抗凍性凍融系數(shù)：是指巖石試件經(jīng)反復(fù)凍融后的干抗壓強(qiáng)度與凍融前干抗壓強(qiáng)度之比，用百分?jǐn)?shù)表示重力損失率：巖石凍融前后干試樣的重力差（）與凍融前干試樣的重力（）的比值，以百分?jǐn)?shù)表示即巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)巖石的抗凍性巖石的水理性質(zhì)19巖石的抗凍性兩個(gè)參數(shù)的測(cè)定方法

制備試樣6—10塊，分兩組。一組進(jìn)行凍融實(shí)驗(yàn)，一組進(jìn)行干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)。凍融試樣：先飽和處理，然后-200C冷凍4小時(shí)，然后200C水中融4小時(shí)，反復(fù)進(jìn)行到規(guī)定次數(shù)，最后測(cè)定巖石在凍融前后的強(qiáng)度變化(凍融系數(shù))和重力損失(重力損失率)?？箖鲂院饬恐笜?biāo)

抗凍系數(shù)大于75%，重力損失率小于5%的巖石為抗凍性能好的巖石。巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)巖石的抗凍性巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)20巖石的膨脹性巖石的膨脹性是指巖石浸水后體積增大的性質(zhì)。形成機(jī)理：某些含巖土礦物成分的軟質(zhì)巖石，經(jīng)水化作用后在粘土礦物的晶格內(nèi)部或細(xì)分散顆粒的周圍生成結(jié)合水溶劑膜，并且在相鄰近的顆粒間產(chǎn)生楔劈效應(yīng)，只要楔劈作用力大于結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)力，巖石就會(huì)顯示膨脹性。大多數(shù)結(jié)晶巖和化學(xué)巖是不具有膨脹性的，這是因?yàn)閹r石中的礦物親水性小和結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)力強(qiáng)的緣故。如果巖石中含有絹云母、石墨和綠泥石一類礦物，由于這些礦物結(jié)晶具有片狀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，水可能滲進(jìn)片狀層之間，同樣產(chǎn)生楔劈效應(yīng)，有時(shí)也會(huì)引起巖石體積增大。巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)巖石的膨脹性巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)21巖石的膨脹性巖石膨脹大小一般用膨脹力和膨脹率兩項(xiàng)指標(biāo)表示，這些指標(biāo)可通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)確定。目前國(guó)內(nèi)大多采用土的固結(jié)儀和膨脹儀（書上2-9）的方法測(cè)定巖石的膨脹性。

巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)巖石的膨脹性巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)22巖石的崩解性巖石的崩解性是指巖石與水相互作用時(shí)失去粘結(jié)性并變成完全喪失強(qiáng)度的松散物質(zhì)的性能。形成原理：這種現(xiàn)象是由于水化過(guò)程中削弱了巖石內(nèi)部的結(jié)構(gòu)聯(lián)絡(luò)引起的。常見(jiàn)于由可溶鹽和粘土質(zhì)膠結(jié)的沉積巖地層中。巖石崩解性一般用巖石的耐崩解性指數(shù)表示。這項(xiàng)指標(biāo)可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)做干濕循環(huán)試驗(yàn)確定。

巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)巖石的崩解性巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)23巖石的軟化性巖石浸水飽和后強(qiáng)度降低的性質(zhì)，稱為軟化性，用軟化系數(shù)（KR）表示。KR定義為巖石試件的飽和抗壓強(qiáng)度（Rcw）與干壓強(qiáng)度的比值，即：

巖石的水理性質(zhì)

KR愈小則巖石軟化性愈強(qiáng)。研究表明：巖石的軟化性取決于巖石的礦物組成與孔隙性。當(dāng)巖石中含有較多的親水性和可溶性礦物，且含開口孔隙較多時(shí)，巖石的軟化性較強(qiáng)，軟化系數(shù)較小。2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)巖石的軟化性巖石的水理性質(zhì)KR愈小則巖石軟化性愈強(qiáng)。研究表24巖石的滲透性水在巖土體孔隙中的流動(dòng)過(guò)程稱為滲透。巖土體具有滲透的性質(zhì)稱為巖土體的滲透性。是巖石水理性質(zhì)的重要指標(biāo)，也是巖體穩(wěn)定性分析的基本計(jì)算參數(shù)。由水的滲透引起巖土體邊坡失穩(wěn)、邊坡變形、地基變形、巖溶滲透塌陷等均屬于巖土體的滲透穩(wěn)定問(wèn)題。水在孔隙介質(zhì)中的滲透問(wèn)題，目前的研究在試驗(yàn)及理論上都有一定的水平，在解決實(shí)際問(wèn)題方面也能夠較好地反映水在孔隙介質(zhì)中的滲流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。對(duì)于裂隙介質(zhì)中的滲流研究，則很不成熟。巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)巖石的滲透性巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)25滲透系數(shù)：介質(zhì)對(duì)某種特定流體的滲透能力；滲透系數(shù)是表征巖石透水性的重要指標(biāo)，其大小取決于巖石中孔隙、裂隙的數(shù)量、規(guī)模及連通情況等，并可在室內(nèi)根據(jù)達(dá)西定律測(cè)定。巖石的滲透性一般都很小，遠(yuǎn)小于相應(yīng)巖體的滲透性，新鮮致密巖石的滲透系數(shù)一般均小于10-7cm/s量級(jí)。同一種巖石，有裂隙發(fā)育時(shí)，滲透系數(shù)急劇增大，一般比新鮮巖石大4～6個(gè)數(shù)量級(jí)，甚至更大，說(shuō)明孔隙性對(duì)巖石透水性的影響是很大的。

巖石的滲透性巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)滲透系數(shù)：介質(zhì)對(duì)某種特定流體的滲透能力；巖石的滲透性巖石的26滲透系數(shù)影響因素：巖石的物理特性和結(jié)構(gòu)特征，如孔隙和裂隙的大小、開啟程度以及連通情況等。有時(shí)與巖石的應(yīng)力狀態(tài)也有很大關(guān)系。實(shí)驗(yàn)確定方法：巖石滲透儀（圖2—6），實(shí)驗(yàn)時(shí)采用式（2—21）計(jì)算滲透系數(shù)。

巖石的滲透性巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)滲透系數(shù)巖石的滲透性巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理27巖土滲透性分級(jí)：《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50287-99）規(guī)定，巖土滲透性可按下表分級(jí)：

滲透性等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

巖體特征

土類滲透系數(shù)k（cm/s）極微透水K<10-6完整巖石，含等價(jià)開度<0.025mm裂隙的巖體粘土微透水10-6≤K<10-5含等價(jià)開度0.025～0.05mm裂隙的巖體粘土－粉土弱透水10-5≤K<10-4含等價(jià)開度0.05～0.01mm裂隙的巖體粉土－細(xì)粒土質(zhì)砂中等透水10-4≤K<10-2含等價(jià)開度0.01～0.5mm裂隙的巖體砂―砂礫強(qiáng)透水10-2≤K<100含等價(jià)開度0.5～2.5mm裂隙的巖體砂礫－礫石、卵石極強(qiáng)透水K≤10-5含連通孔洞或等價(jià)開度>2.5mm裂隙的巖體粒徑均勻的巨礫巖石的水理性質(zhì)2.2巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)巖土滲透性分級(jí)：《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50287282.3巖體結(jié)構(gòu)巖體結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)組成部分：結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體。結(jié)構(gòu)面是指巖體中的各種地質(zhì)界面，它包括物質(zhì)分異面和不連續(xù)面，諸如層面和斷裂面等。結(jié)構(gòu)體是不同產(chǎn)狀和不同規(guī)模的結(jié)構(gòu)面相互切割而形成的、大小不一、形態(tài)各異的巖石塊體。因此，巖體可以看作結(jié)構(gòu)體的組合。

2.3巖體結(jié)構(gòu)巖體結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)組成部分：結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體。29結(jié)構(gòu)面的類型

結(jié)構(gòu)面的類型和自然特性

成因舉例原生結(jié)構(gòu)面在成巖過(guò)程中形成的結(jié)構(gòu)面。沉積巖的層理、層面、軟弱夾層和不整合面等；巖漿巖的侵入體與圍巖的接觸面、噴出巖的流線和流面構(gòu)造及原生節(jié)理等；變質(zhì)巖中的片理、板理和片麻構(gòu)造等。構(gòu)造結(jié)構(gòu)面巖體受構(gòu)造應(yīng)力作用所產(chǎn)生的破裂面或破碎帶。構(gòu)造節(jié)理、斷層、劈理以及層間錯(cuò)動(dòng)面等。次生結(jié)構(gòu)面巖體受卸荷作用，風(fēng)化作用和地下水活動(dòng)所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)面。卸荷裂隙、風(fēng)化裂隙以及各種泥化夾層、次生夾泥等。2.3巖體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)面的類型結(jié)構(gòu)面的類型和自然特性

在成巖過(guò)程中形成的結(jié)構(gòu)30結(jié)構(gòu)面的自然特性

是指結(jié)構(gòu)面的規(guī)模、結(jié)構(gòu)面上的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)面的結(jié)合狀態(tài)和空間分布以及密集程度等等。結(jié)構(gòu)面的等級(jí)：按結(jié)構(gòu)面的規(guī)模分為四個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)都關(guān)系到巖體的穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)面的物質(zhì)組成及結(jié)合狀態(tài)：主要分析結(jié)構(gòu)面的寬度、結(jié)構(gòu)面上有無(wú)蝕變現(xiàn)象以及其中充填物質(zhì)的成分，可分為五種情況：（a）閉合，無(wú)充填物；（b）張開，有少量充填物；（c）閉合，有泥質(zhì)粘膜；（d）張開，有1～２mm的礦物薄膜；（e）次生泥化作用明顯，結(jié)構(gòu)面之間的物質(zhì)是巖屑和泥質(zhì)物。結(jié)構(gòu)面的類型和自然特性2.3巖體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)面的自然特性結(jié)構(gòu)面的類型和自然特性2.3巖體結(jié)構(gòu)31結(jié)構(gòu)面的自然特性結(jié)構(gòu)面的空間分布與延展性：結(jié)構(gòu)面的延展性是與規(guī)模大小相對(duì)應(yīng)的，在空間連續(xù)分布的結(jié)構(gòu)面，其延展程度高，規(guī)模大，對(duì)巖體的穩(wěn)定性影響大；短小或不連貫的結(jié)構(gòu)面，其延展程度低，規(guī)模小，對(duì)巖體的穩(wěn)定性影響小。結(jié)構(gòu)面的密集程度：兩個(gè)指標(biāo)：（a）巖體內(nèi)結(jié)構(gòu)面的組數(shù)；（b）單位體積（面積、長(zhǎng)度）內(nèi)結(jié)構(gòu)面的數(shù)量。

結(jié)構(gòu)面的類型和自然特性2.3巖體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)面的自然特性結(jié)構(gòu)面的類型和自然特性2.3巖體結(jié)構(gòu)32結(jié)構(gòu)面的統(tǒng)計(jì)分析目前常把實(shí)測(cè)的關(guān)于裂隙的產(chǎn)狀、間距、寬度和面積等資料，用數(shù)字或圖表的方式加以表示，從而反映裂隙的出現(xiàn)頻率和裂隙間的組合關(guān)系，并用之作為評(píng)價(jià)巖體質(zhì)量的依據(jù)。裂隙統(tǒng)計(jì)圖采用赤平極射投影原理，通常采用施密特極坐標(biāo)網(wǎng)表示裂隙面的產(chǎn)狀。即把實(shí)測(cè)到的裂隙的傾向和傾角投影到極坐標(biāo)網(wǎng)上，網(wǎng)上的每一個(gè)點(diǎn)，即代表一個(gè)裂隙面的產(chǎn)狀。為了反映巖體中不同產(chǎn)狀裂隙的疏密程度，可以用圖2—11又上方的小圓圈去測(cè)量，從而得出圖上某個(gè)范圍內(nèi)單位面積上分布的裂隙條數(shù)，即裂隙密度。將鄰近的裂隙條數(shù)相等的點(diǎn)連接起來(lái)，就構(gòu)成了裂隙密度等值線圖。

結(jié)構(gòu)面的類型和自然特性2.3巖體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)面的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)構(gòu)面的類型和自然特性2.3巖體結(jié)構(gòu)332.3巖體結(jié)構(gòu)赤平極射投影赤平極射投影(Stereographicprojection)簡(jiǎn)稱赤平投影，主要用來(lái)表示線、面的方位，及其相互之間的角距關(guān)系和運(yùn)動(dòng)軌跡，把物體三維空間的幾何要素（面、線）投影到平面上來(lái)進(jìn)行研究。特點(diǎn)：簡(jiǎn)便、直觀、是一種形象、綜合的定量圖解。在構(gòu)造地質(zhì)、工程地質(zhì)、結(jié)晶學(xué)和航海上被廣泛地應(yīng)用。2.3巖體結(jié)構(gòu)赤平極射投影赤平極射投影(Stereogr34結(jié)構(gòu)面的統(tǒng)計(jì)分析

裂隙的統(tǒng)計(jì)密度

為了從數(shù)量上表示裂隙的發(fā)育程度，經(jīng)常采用以下兩個(gè)指標(biāo)：裂隙頻率：巖體內(nèi)單位長(zhǎng)度直線上所穿過(guò)的裂隙條數(shù)。裂隙度：就是巖體內(nèi)某一組裂隙的總面積與與整個(gè)巖體的截面積或體積的比值。結(jié)構(gòu)面的類型和自然特性2.3巖體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)面的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)構(gòu)面的類型和自然特性2.3巖體結(jié)35結(jié)構(gòu)面的統(tǒng)計(jì)分析

裂隙頻率（）：巖體內(nèi)單位長(zhǎng)度直線上所穿過(guò)的裂隙條數(shù)。如果裂隙的平均間距用表示，則被裂隙系統(tǒng)切割而造成的最小單元體的體積，可以近似地看作立方體，可以用下式表示結(jié)構(gòu)面的類型和自然特性2.3巖體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)面的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)構(gòu)面的類型和自然特性2.3巖體結(jié)362.3巖體結(jié)構(gòu)二向裂隙度（K2）：就是巖體內(nèi)一個(gè)平行于裂隙的截面上，裂隙面積與整個(gè)巖石的截面積的比值。

三向裂隙度（K3)：就是某一組裂隙在巖體中所占據(jù)的總的裂隙面積與巖體的體積之比值。結(jié)構(gòu)面的類型和自然特性裂隙度：有二向裂隙度和三向裂隙度兩種。結(jié)構(gòu)面的統(tǒng)計(jì)分析2.3巖體結(jié)構(gòu)二向裂隙度（K2）：就是巖體內(nèi)一個(gè)平行于三向37結(jié)構(gòu)體的特征可以用它的形狀、產(chǎn)狀和塊度來(lái)描述。結(jié)構(gòu)體的形狀是多種多樣的，有板狀、柱狀、楔錐狀等或幾種形體的組合。結(jié)構(gòu)體產(chǎn)狀是用其長(zhǎng)軸方位來(lái)表示的。結(jié)構(gòu)體的塊度大小取決于結(jié)構(gòu)面的密度。結(jié)構(gòu)體的力學(xué)性質(zhì)主要受組成它的巖石的力學(xué)性質(zhì)的影響。它的巖石的力學(xué)性質(zhì)的影響。結(jié)構(gòu)體及其力學(xué)特點(diǎn)2.3巖體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體的特征可以用它的形狀、產(chǎn)狀和塊度來(lái)描述。結(jié)構(gòu)體及其力學(xué)38劃分依據(jù)：結(jié)構(gòu)面的等級(jí)和組合方式。

劃分類型：結(jié)構(gòu)體類型分為四個(gè)大類和九個(gè)亞類。Ⅰ、Ⅱ級(jí)—整體塊狀巖體；Ⅲ、Ⅳ級(jí)破碎結(jié)構(gòu)巖體。巖體結(jié)構(gòu)類型2.3巖體結(jié)構(gòu)劃分依據(jù)：結(jié)構(gòu)面的等級(jí)和組合方式。巖體結(jié)構(gòu)類型2.3巖體392.4

巖體的工程分類以工程實(shí)用為目的的巖石（體）類型劃分叫巖石（體）的工程分類。是巖石力學(xué)研究的重要內(nèi)容。巖體工程分類既是工程巖體穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)，也是評(píng)價(jià)巖體工程地質(zhì)條件的一個(gè)重要途徑。巖體工程分類實(shí)際上是通過(guò)巖體的一些簡(jiǎn)單和容易實(shí)測(cè)的指標(biāo)，把工程地質(zhì)條件和巖體的力學(xué)性質(zhì)聯(lián)系起來(lái)，并借鑒已建工程設(shè)計(jì)、施工和處理等方面成功與失敗的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對(duì)巖體進(jìn)行歸類的一種工作方法。其目的是通過(guò)分類，概括地反映各類工程巖體的質(zhì)量好壞，預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的巖體力學(xué)問(wèn)題。為工程設(shè)計(jì)、加固、建筑物選型和施工方法選擇等提供參數(shù)和依據(jù)。目前國(guó)內(nèi)外已提出的巖體分類方案得到大家共識(shí)的有數(shù)十種之多，多以考慮地下洞室圍巖穩(wěn)定性為主。有定性的，也有定量或半定量的，有單一因素分類，也有考慮多種因素的綜合分類。2.4巖體的工程分類以工程實(shí)用為目的的巖石（體）類型劃分40完整巖塊：實(shí)驗(yàn)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)采用的不包含裂隙的巖石材料。

早期采用單因素的巖石分類，即按單軸抗壓強(qiáng)度的大小進(jìn)行分類。使用方便，但巖石的強(qiáng)度并不是固定不變的。

60年代，米勒（Miller）和迪爾（Deere）提出利用巖石的單軸抗壓強(qiáng)度(Rc)和彈性模量(E)的雙因素分類方法。該方法的要點(diǎn)包括：1先根據(jù)巖塊的單軸抗壓強(qiáng)度分級(jí)。分為A、B、C、D、E五個(gè)等級(jí)；2然后根據(jù)模量比(E/Rc)進(jìn)行分級(jí)。分為H、M、L三個(gè)等級(jí)。3在1、2基礎(chǔ)上，進(jìn)行完整巖塊的工程分類，共15個(gè)等級(jí)。是一種有效的分類方法，相對(duì)比較完善。對(duì)于巖石的礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造以及物理力學(xué)性質(zhì)的各向異性也是敏感的。

完整巖塊的工程分類

2.4

巖體的工程分類完整巖塊：實(shí)驗(yàn)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)采用的不包含裂隙的巖石材料。完整巖塊41巖石按堅(jiān)硬程度分類：《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021－2001）規(guī)定巖石的堅(jiān)硬程度可按下表分類。

堅(jiān)硬程度堅(jiān)硬巖較硬巖較軟巖軟巖極軟巖飽和單軸抗壓強(qiáng)度（MPa）fr>6060≥fr>3030≥fr>1515≥fr>5fr≤5完整巖塊的工程分類

2.4

巖體的工程分類巖石按堅(jiān)硬程度分類：堅(jiān)硬程度堅(jiān)硬巖較硬巖較軟巖軟巖極軟巖飽和422.4

巖體的工程分類巖石按風(fēng)化程度分類國(guó)標(biāo)《巖土工程勘察規(guī)范》中提出巖石按風(fēng)化程度分類見(jiàn)下表。

風(fēng)化程度

野外特征風(fēng)化程度參數(shù)指標(biāo)壓縮波速度vp(m/s)波速比kv風(fēng)化程度kt未風(fēng)化巖質(zhì)新鮮，偶見(jiàn)分化痕跡>50000.9～1.00.9～1.0微風(fēng)化結(jié)構(gòu)基本未變，僅節(jié)理面有渲染或略有變色。有少量風(fēng)化裂隙4000～50000.8～0.90.8～0.9中等風(fēng)化結(jié)構(gòu)部分破壞，沿節(jié)理面有次生礦物。風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖體被切割成巖塊。用鎬難挖，巖芯鉆方可鉆進(jìn)2000～