2 巖塊與巖體的地質(zhì)特征(1.5)

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1、第二章第二章巖體的地質(zhì)特征巖體的地質(zhì)特征主要內(nèi)容：1、基本概念巖塊、結(jié)構(gòu)面、巖體2、巖塊的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)特征及風(fēng)化程度3、結(jié)構(gòu)面的成因類(lèi)型、分級(jí)、特征、軟弱結(jié)構(gòu)面4、巖體成因及其特征、巖體的結(jié)構(gòu)特征一一、基本概念、基本概念巖塊、結(jié)構(gòu)面、巖體巖石(Rock)－－各種礦物的集合體。1.結(jié)構(gòu)面(StructuralPlane、discontinuities)－－指地質(zhì)歷史發(fā)展過(guò)程中，在巖體內(nèi)形成的具有一定的延伸方向和長(zhǎng)度，厚度相對(duì)較小的地質(zhì)界面或帶。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(fēng)化裂隙等。顯著結(jié)構(gòu)面(能明顯地將巖石切割開(kāi)來(lái)的分界面)、不顯

2、著結(jié)構(gòu)面(微結(jié)構(gòu)面)(包含在巖石塊體內(nèi)結(jié)合比較牢固的面如微層面、微裂隙等)滬蓉西高速扁擔(dān)埡隧道掌子面巖體宜巴高速29標(biāo)1#特大橋橋基斜坡巖體巖塊、結(jié)構(gòu)面、巖體2.巖塊(Rockblock)－－把不含顯著結(jié)構(gòu)面的巖石塊體稱(chēng)為巖塊，它是構(gòu)成巖體的最小巖石單元體（intactrock,structuralelement）。3.巖體(Rockmass)－－是指地質(zhì)歷史過(guò)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。二、巖塊－－不含顯著結(jié)構(gòu)面的巖石塊體10巖石是各種礦物的集合體，是地質(zhì)作用的產(chǎn)物。大部分新鮮巖塊質(zhì)地堅(jiān)硬致

3、密,孔隙小而少,抗水性強(qiáng),透水性弱,力學(xué)強(qiáng)度高－－其物理力學(xué)特點(diǎn)主要由礦物組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)造等決定。巖塊的物理力學(xué)性質(zhì)受物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造與風(fēng)化程度的影響（一）巖塊的物質(zhì)組成（一）巖塊的物質(zhì)組成造巖礦物類(lèi)型：造巖礦物類(lèi)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(lèi)礦物是構(gòu)成巖石最常見(jiàn)礦物，其常見(jiàn)礦物如：石英、長(zhǎng)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。1巖塊的物質(zhì)組成01.1.巖石的礦物成分及其相對(duì)含量是決定巖石的礦物成分及其相對(duì)含量是決定新鮮巖塊力學(xué)性質(zhì)的一個(gè)重要因素新鮮巖塊力學(xué)性質(zhì)的一個(gè)重要因素?巖塊中硬度大

4、的粒狀、柱狀礦物越多，其強(qiáng)粒狀、柱狀礦物度愈高：石英、長(zhǎng)石、輝石、角閃石等?巖塊中硬度小的片狀礦物越多，其強(qiáng)度愈低：片狀礦物云母、綠泥石、蒙脫石、高嶺石等（1）硅酸鹽類(lèi)礦物及相應(yīng)巖石的物理力學(xué)特點(diǎn)礦物：長(zhǎng)石、輝石、角閃石、橄欖石等，晶體呈粒狀、柱狀，硬度大。常見(jiàn)巖石：花崗巖、閃長(zhǎng)巖、玄武巖巖石物理力學(xué)特點(diǎn)：1）強(qiáng)度高，抗變形能力好；2）易風(fēng)化成高嶺石、水云母等。1礦物成分及其相對(duì)含量對(duì)新鮮巖塊力學(xué)性質(zhì)的影響0（2）粘土礦物（特殊的硅酸鹽類(lèi)礦物）礦物：高嶺石、水云母、蒙脫石三類(lèi)，晶體呈薄片狀、或鱗片狀，硬度小。常見(jiàn)巖石：泥巖、頁(yè)巖等。巖石物理力學(xué)特點(diǎn)：1）強(qiáng)度低，抗變形能力差

5、；2）極易風(fēng)化。（3）碳酸鹽類(lèi)礦物礦物：方解石、白云石等。常見(jiàn)巖石：石灰?guī)r、白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r等。巖石物理力學(xué)特點(diǎn)：受CaCO3和泥質(zhì)的含量影響大。CaCO3含量越高，巖石強(qiáng)度高、抗變形和抗風(fēng)化性能好；泥質(zhì)含量高，力學(xué)性質(zhì)較差。碳酸鹽巖體常發(fā)育巖溶現(xiàn)象。1礦物成分及其相對(duì)含量對(duì)新鮮巖塊力學(xué)性質(zhì)的影響（4）氧化物類(lèi)礦物礦物：石英等，等軸狀，硬度大，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。常見(jiàn)巖石：石英砂巖等。巖石物理力學(xué)特點(diǎn)：石英含量越高，巖石強(qiáng)度更大和抗變形性能更好2.2.巖石成因和類(lèi)型對(duì)巖塊巖石成因和類(lèi)型對(duì)巖塊力學(xué)性質(zhì)的影響力學(xué)性質(zhì)的影響?巖漿巖：以粒狀硅酸鹽、石英等為主，巖塊物理力學(xué)性質(zhì)一

6、般很好。01巖石成因和類(lèi)型對(duì)巖塊力學(xué)性質(zhì)的影響粗碎屑巖其力學(xué)性質(zhì)在很大程度上取決于膠結(jié)物，與碎屑成分也有關(guān)?沉積巖：細(xì)碎屑巖如頁(yè)巖、泥巖等力學(xué)性質(zhì)很差碳酸鹽巖力學(xué)性質(zhì)與組成成分的含量有關(guān)1巖塊的物質(zhì)組成巖石成因和類(lèi)型對(duì)巖塊力學(xué)性質(zhì)的影響淺變質(zhì)巖千枚巖、板巖等含片狀礦物多，力學(xué)性質(zhì)較差?變質(zhì)巖：與母巖類(lèi)型及變質(zhì)深變質(zhì)巖片麻巖、石英巖等含粒柱狀程度有關(guān)礦物多，力學(xué)性質(zhì)好1（二）巖塊的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造（二）巖塊的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造結(jié)構(gòu)與構(gòu)造01.巖塊的結(jié)構(gòu)巖塊的結(jié)構(gòu)指巖石內(nèi)礦物顆粒的大小、形狀和排列方式、微結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況、粒間連結(jié)方式等在巖塊構(gòu)成上所表現(xiàn)出的特征。其中，礦物顆粒間的連結(jié)和微結(jié)構(gòu)

7、面的發(fā)育特征對(duì)巖塊的力學(xué)性質(zhì)影響很大。（1）連結(jié)類(lèi)型（連結(jié)類(lèi)型結(jié)晶連結(jié)和膠結(jié)連結(jié)）??結(jié)晶連結(jié)結(jié)晶連結(jié)礦物顆粒通過(guò)結(jié)晶相互嵌合在一起，如巖漿巖、大部分變質(zhì)巖、部分沉積巖。原子或離子作用力，其強(qiáng)度較高。1連結(jié)類(lèi)型結(jié)晶連結(jié)和膠結(jié)連結(jié)0結(jié)晶結(jié)構(gòu)不同，巖塊力學(xué)性質(zhì)不同：結(jié)晶結(jié)構(gòu)巖塊強(qiáng)度：等粒結(jié)構(gòu)＞非等粒結(jié)構(gòu)；細(xì)粒結(jié)構(gòu)＞粗粒結(jié)構(gòu)；斑狀結(jié)構(gòu)中，細(xì)粒基質(zhì)＞玻璃基質(zhì)。晶粒愈細(xì)，愈均勻，玻璃質(zhì)愈少，則強(qiáng)度越高相同成分的粗?；◢弾rσC=120MPa細(xì)粒花崗巖σC=250MPa??膠結(jié)連結(jié)膠結(jié)連結(jié)礦物顆粒通過(guò)膠結(jié)物連結(jié)在一起，如沉積碎屑