巖體地質(zhì)與結(jié)構(gòu)特征

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1、巖體力學(xué)第一章巖體地質(zhì)與結(jié)構(gòu)特征李英第一章巖體地質(zhì)與結(jié)構(gòu)特征§1.1概述§1.2巖塊及其特征§1.3結(jié)構(gòu)面的特征§1.4巖體結(jié)構(gòu)特征及結(jié)構(gòu)控制論巖石（Rock）礦物、巖屑的集合體。結(jié)構(gòu)面（StructuralPlane）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（Rockblock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?！?.1概述一、巖塊的物質(zhì)組

2、成§1.2巖塊及其特征巖塊的力學(xué)性質(zhì)主要取決于組成巖石的礦物成分及其相對含量粘土礦物硅酸鹽類礦物碳酸鹽類礦物氧化物類礦物組成巖石的礦物二、巖塊的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造巖塊的結(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。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。巖石的粒間連結(jié)分結(jié)晶連結(jié)與膠結(jié)連結(jié)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)的巖塊強度硅質(zhì)膠結(jié)>鐵質(zhì)、鈣質(zhì)>泥質(zhì)膠結(jié)二、巖塊的結(jié)構(gòu)特征微結(jié)構(gòu)面削弱巖塊的強度，導(dǎo)致各向異性顆粒形狀強度：粒狀、柱狀>片狀>鱗狀顆粒大小強度：粗粒<

3、細(xì)粒二、巖塊的結(jié)構(gòu)特征巖塊的構(gòu)造：礦物集合體之間及其與其他組分之間的排列組合方式。如巖漿巖中的流線、流面構(gòu)造，沉積巖中的微層狀構(gòu)造，變質(zhì)巖中的片狀構(gòu)造及其定向構(gòu)造。三、巖塊的風(fēng)化巖石====>礦物組成和結(jié)構(gòu)改變==>巖塊的物理力學(xué)性質(zhì)改變（強度降低、抗變形性能減弱、空隙率增大，滲透性加大）風(fēng)化衡量巖塊的風(fēng)化程度的指標(biāo)：定性指標(biāo)主要有：顏色、礦物蝕變程度、破碎程度及開挖錘擊技術(shù)特征等。定量指標(biāo)主要有風(fēng)化空隙率指標(biāo)和波速指標(biāo)等。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（?cp）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

4、級表風(fēng)化程度vcp（m/s）kvkf全風(fēng)化500~10000.2~0.4-強風(fēng)化1000~20000.4~0.6<0.4中等風(fēng)化2000~40000.6~0.80.4~0.8微風(fēng)化4000~50000.8~0.90.8~0.9未風(fēng)化>50000.9~1.00.9~1.0《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2002）一、結(jié)構(gòu)面的成因類型(一)地質(zhì)成因類型原生結(jié)構(gòu)面構(gòu)造結(jié)構(gòu)面次生結(jié)構(gòu)面(二)力學(xué)成因類型張性結(jié)構(gòu)面剪性結(jié)構(gòu)面§1.3結(jié)構(gòu)面特征巖體結(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

5、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(yuǎn)，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

6、，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(yuǎn)，具固定層次結(jié)構(gòu)面光滑平直，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(yuǎn)，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

7、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地基處理(一)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