巖體的結構特征

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1、第一章巖體的地質與結構特征主要內容：1、基本概念巖塊、結構面、巖體2、巖塊的物質組成、結構特征及風化程度3、結構面的成因類型、分級、特征、軟弱結構面4、巖體成因及其特征、巖體的結構特征巖塊、結構面、巖體一、基本概念巖石(Rock)－－各種礦物的集合體。1.結構面(StructuralPlane、discontinuities)－－指地質歷史發(fā)展過程中，在巖體內形成的具有一定的延伸方向和長度，厚度相對較小的地質界面或帶。包括：層面、不整合面、節(jié)理、斷層、片理面、劈理、軟弱夾層、卸荷裂隙和風化裂隙等。顯著結構面(能明顯地將巖石切割開來的分界

2、面)、不顯著結構面(微結構面)(包含在巖石塊體內結合比較牢固的面如微層面、微裂隙等)滬蓉西高速扁擔埡隧道掌子面巖體巖塊、結構面、巖體3.巖體(Rockmass)－－是指地質歷史過程中形成的，由巖塊和結構面網絡組成的，具有一定的結構，并賦存于一定的天然應力狀態(tài)和地下水等地質環(huán)境中的地質體。2.巖塊(Rockblock)－－把不含顯著結構面的巖石塊體稱為巖塊，它是構成巖體的最小巖石單元體（intactrock,structuralelement）。10巖石是各種礦物的集合體，是地質作用的產物。大部分新鮮巖塊質地堅硬致密,孔隙小而少,抗水性強

3、,透水性弱,力學強度高－－其物理力學特點主要由礦物組成和結構構造等決定。巖塊的物理力學性質受物質組成、結構構造與風化程度的影響（一）巖塊的物質組成造巖礦物類型：含氧鹽、氧化物、氫氧化物、鹵化物、硫化物和自然元素等。硅酸鹽、碳酸鹽和氧化物類礦物是構成巖石最常見礦物，其常見礦物如：石英、長石、輝石、橄欖石、方解石、白云石、角閃石、云母、綠泥石、蒙脫石、高嶺石等。二、巖塊－－不含顯著結構面的巖石塊體1巖塊的物質組成1.巖石的礦物成分及其相對含量是決定新鮮巖塊力學性質的一個重要因素?巖塊中硬度大的粒狀、柱狀礦物越多，其強度愈高：石英、長石、輝石

4、、角閃石等?巖塊中硬度小的片狀礦物越多，其強度愈低：云母、綠泥石、蒙脫石、高嶺石等（1）硅酸鹽類礦物及相應巖石的物理力學特點礦物：長石、輝石、角閃石、橄欖石等，晶體呈粒狀、柱狀，硬度大。常見巖石：花崗巖、閃長巖、玄武巖巖石物理力學特點：1）強度高，抗變形能力好；2）易風化成高嶺石、水云母等。010（2）粘土礦物（特殊的硅酸鹽類礦物）礦物：高嶺石、水云母、蒙脫石三類，晶體呈薄片狀、或鱗片狀，硬度小。常見巖石：泥巖、頁巖等。巖石物理力學特點：1）強度低，抗變形能力差；2）極易風化。礦物成分及其相對含量對新鮮巖塊力學性質的影響（3）碳酸鹽類礦

5、物礦物：方解石、白云石等。常見巖石：石灰?guī)r、白云巖、泥質灰?guī)r、泥灰?guī)r等。巖石物理力學特點：受CaCO3和泥質的含量影響大。CaCO3含量越高，巖石強度高、抗變形和抗風化性能好；泥質含量高，力學性質較差。碳酸鹽巖體常發(fā)育巖溶現象。1礦物成分及其相對含量對新鮮巖塊力學性質的影響（4）氧化物類礦物礦物：石英等，等軸狀，硬度大，化學性質穩(wěn)定。常見巖石：石英砂巖等。巖石物理力學特點：石英含量越高，巖石強度更大和抗變形性能更好2.巖石成因和類型對巖塊力學性質的影響?巖漿巖：以粒狀硅酸鹽、石英等為主，巖塊物理力學性質一般很好。巖石成因和類型對巖塊力學

6、性質的影響01粗碎屑巖其力學性質在很大程度上取決于膠結物，與碎屑成分也有關?沉積巖：細碎屑巖如頁巖、泥巖等力學性質很差碳酸鹽巖力學性質與組成成分的含量有關1巖塊的物質組成巖石成因和類型對巖塊力學性質的影響淺變質巖千枚巖、板巖等含片狀礦物多，力學性質較差?變質巖：與母巖類型及變質程度有關深變質巖片麻巖、石英巖等含粒柱狀礦物多，力學性質好10（二）巖塊的結構與構造1.巖塊的結構指巖石內礦物顆粒的大小、形狀和排列方式、微結構面發(fā)育情況、粒間連結方式等在巖塊構成上所表現出的特征。其中，礦物顆粒間的連結和微結構面的發(fā)育特征對巖塊的力學性質影響很大

7、。（1）連結類型（結晶連結和膠結連結）?結晶連結礦物顆粒通過結晶相互嵌合在一起，如巖漿巖、大部分變質巖、部分沉積巖。原子或離子作用力，其強度較高。結構與構造10?膠結連結礦物顆粒通過膠結物連結在一起，巖塊強度：等粒結構＞非等粒結構；細粒結構＞粗粒結構；斑狀結構中，細?；|＞玻璃基質。晶粒愈細，愈均勻，玻璃質愈少，則強度越高相同成分的粗?；◢弾rσC=120MPa細粒花崗巖σC=250MPa如沉積碎屑巖等膠結物成分與膠結類型不同，巖塊力學性質不同：巖塊強度：1）硅質膠結＞鐵質、鈣質膠結＞泥質膠結（抗水性最差）2）基質膠結＞孔隙式膠結＞接觸式

8、膠結連結類型結晶連結和膠結連結結晶結構不同，巖塊力學性質不同：10（2）微結構面巖塊的結構與構造指存在于礦物顆粒內部或顆粒間的弱面或缺陷，包括礦物解理面、晶格缺陷、粒間空隙、微裂隙、微層面及片理面、片麻理面