巖體結(jié)構(gòu)特征

《巖體結(jié)構(gòu)特征》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、§1.巖體的結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)面——不連續(xù)面，切割巖體的各種地質(zhì)界面巖體結(jié)構(gòu)體——結(jié)構(gòu)面切割巖體形成的大小、形狀各異的快體巖體結(jié)構(gòu)特征：結(jié)構(gòu)面、結(jié)構(gòu)體的形狀、規(guī)模、性質(zhì)及組合關(guān)系的特征一、結(jié)構(gòu)面的成因類型（一）原生結(jié)構(gòu)面成巖過程中形成的1.沉積結(jié)構(gòu)面eg：層理、層面、沉積軟弱夾層、沉積間斷面2.火成結(jié)構(gòu)面巖漿侵入、噴溢及冷凝過程中形成的結(jié)構(gòu)面eg：流層、冷凝節(jié)理、接觸面冷凝節(jié)理——張性節(jié)理：巖體穩(wěn)定、滲漏形成破碎帶或圍巖蝕余帶的——軟弱結(jié)構(gòu)面接觸面——熔合好——強(qiáng)度高3.變質(zhì)結(jié)構(gòu)面變余結(jié)構(gòu)面：層面上有云母、綠泥石等鱗片狀礦物變成的重結(jié)晶結(jié)構(gòu)面：片理、片麻理發(fā)育，因此巖性軟弱，易水化——軟弱夾層（二

2、）次生結(jié)構(gòu)面后期地質(zhì)作用形成1.內(nèi)動(dòng)力形成的結(jié)構(gòu)面——構(gòu)造結(jié)構(gòu)面eg：節(jié)理、劈理、斷層面2.外動(dòng)力形成的結(jié)構(gòu)面作用：風(fēng)化作用，卸荷作用（滑坡面）、人為（爆破）風(fēng)化裂隙：風(fēng)化夾層卸荷裂隙：巖體剝蝕，人工開挖→應(yīng)力狀態(tài)改變，應(yīng)力釋放形成爆破裂隙：二、結(jié)構(gòu)面特征和野外試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)于1978年提出《巖體不連續(xù)面定量描述的建議方法》規(guī)定：從方位張開度等方面研究間距充填度連續(xù)性滲流粗糙度節(jié)理組數(shù)側(cè)壁強(qiáng)度塊體大小結(jié)構(gòu)面規(guī)模分級小的裂隙某范圍的節(jié)理劈理構(gòu)造某建筑物地基內(nèi)的小型斷層、大節(jié)理卸荷裂隙區(qū)域內(nèi)的大斷裂貫穿整個(gè)工程區(qū)的次一級斷裂三、軟弱夾層1.軟弱夾層是指在堅(jiān)硬的層狀巖層中夾有強(qiáng)度低、泥質(zhì)或炭質(zhì)含

3、量高、遇水易軟化、延伸較廣和厚度較薄的軟弱巖層。2.分類：軟巖夾層、碎塊夾層、泥化夾層包括：巖塊巖屑型、巖屑夾泥型、泥夾巖屑型及泥型（GB50287-99,附錄D)等。3.泥化夾層：結(jié)構(gòu)松散，密度小，含水量大，強(qiáng)度低，變形量大?泥化夾層的形成條件：物質(zhì)基礎(chǔ)、構(gòu)造作用、地下水的作用。①物質(zhì)基礎(chǔ)：粘土巖類夾層粘粒含量越高，蒙脫石組粘土礦多→有利②構(gòu)造作用③地下水作用：結(jié)合水膜→粒間連接力減小→巖石處于塑態(tài)四、結(jié)構(gòu)體類型：柱狀、板狀、錐狀等五、巖體結(jié)構(gòu)類型：整體塊狀結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、散體結(jié)構(gòu)§2.巖體的主要力學(xué)特征巖體與巖塊力學(xué)性質(zhì)差異大一、巖體的變形特征1.巖體變形結(jié)構(gòu)面變形結(jié)構(gòu)體變形2

4、.巖體變形過程調(diào)整表現(xiàn)形式：巖體的應(yīng)力——應(yīng)變曲線分析：①微裂隙閉合階段：OA——凹狀緩坡：節(jié)理壓密閉合→巖石變壓應(yīng)力較低，巖石中微裂隙閉合，所以曲線先緩后陡，斜率度大，應(yīng)變速度減小②直線變形階段：巖石變形表現(xiàn)為微裂隙完全閉合，孔隙被壓縮，巖石中顆粒都受擠壓，發(fā)生彈性變形，應(yīng)變、應(yīng)力呈線性關(guān)系增長AB——結(jié)構(gòu)面壓密后彈性變形③破損階段：當(dāng)壓力達(dá)到彈性極限以后，巖石產(chǎn)生新的破裂面，原閉合裂隙增大，發(fā)生塑性變形BC——巖體發(fā)生破裂、塑性變形④破壞階段CD——巖體全面破壞C——峰值強(qiáng)度，應(yīng)力極限3.據(jù)變形特征、巖石力學(xué)性質(zhì)分類（1）彈性巖石：巖石在外力作用下有明顯彈性變形量（2）彈塑性巖石：彈性變

5、形量<塑性變形（3）塑性——熔變性巖石4.表征巖體變形的參數(shù)（1）變形模量（E0）最大應(yīng)力（σ）與應(yīng)變（ε）的比值E0==E0越大，巖體越好（2）彈性模量（Ee）：Ee=二、巖體的流變特征1.流變性：蠕變、松弛工程建筑中，應(yīng)力較低時(shí)巖體就產(chǎn)生蠕變，并不須荷載很高蠕變：在應(yīng)力一定的條件下，變形隨時(shí)間的持續(xù)而逐漸增長的現(xiàn)象松弛：變形保持一定時(shí)，應(yīng)力隨時(shí)間增長而逐漸減小流變巖體：軟弱巖石、軟弱夾層、碎裂及松散巖體2.蠕變（1）分類穩(wěn)定蠕變：較小恒定荷載作用下，變形ε隨t增加，變形V減小→穩(wěn)定非穩(wěn)定蠕變:當(dāng)恒定荷載超過某一極限值變形隨t增高,最終導(dǎo)致→破壞§3.巖體的天然應(yīng)力狀態(tài)一、地應(yīng)力1.概念：

6、地殼巖體在天然狀態(tài)下所具有的內(nèi)應(yīng)力，分布于巖體的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)上2.巖體自重應(yīng)力主類型天然地應(yīng)力構(gòu)造應(yīng)力變異應(yīng)力——巖體中存在+應(yīng)力、流體應(yīng)力感生地應(yīng)力：工程活動(dòng)對巖體施加的應(yīng)力三、天然應(yīng)力分布規(guī)律1.巖體中存在三向不等的空間應(yīng)力場σz——垂直應(yīng)力，一般最小σx、σy——水平應(yīng)力，并不水平，傾角100~2502.利用天然應(yīng)力比值系數(shù)K分析（垂直應(yīng)力與水平應(yīng)力關(guān)系）①K=0σx=σy=0少見②01σx>σz75%3.水平應(yīng)力具有強(qiáng)烈方向性應(yīng)力釋放區(qū)河谷地區(qū)地應(yīng)力場應(yīng)力集中區(qū)應(yīng)力平穩(wěn)區(qū)河谷由淺入深：應(yīng)力釋放區(qū)→應(yīng)力集中區(qū)→應(yīng)力平穩(wěn)區(qū)應(yīng)力

7、<20MPa→急劇上升,達(dá)60MPa→減少至平穩(wěn),20MPa河谷周遍山體中：邊坡→深部釋放→集中→平穩(wěn)<20MPa升至35MPa25MPa四、地應(yīng)力研究的工程意思1.總體：低應(yīng)力區(qū)巖體松弛、漏水、風(fēng)化帶深高應(yīng)力區(qū)開挖卸荷引起巖體變形破壞2.地應(yīng)力的高低劃分以巖石強(qiáng)度Rb/最大水平主應(yīng)力的比值來確定法國:<2高應(yīng)力區(qū)2~4中高應(yīng)力區(qū)>4低應(yīng)力去中國:<4極高應(yīng)力區(qū)4~7高應(yīng)力區(qū)水平應(yīng)力<自重引起低應(yīng)力3.高地應(yīng)