巖體的工程地質(zhì)特性.ppt

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1、巖體的工程地質(zhì)特性10/6/20211結(jié)構(gòu)面、結(jié)構(gòu)體、巖體2巖體的結(jié)構(gòu)3巖體的強(qiáng)度4巖體破壞機(jī)理及破壞判據(jù)5巖體的變形特性6巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)及其分類(lèi)本章內(nèi)容：10/6/2021山東理工大學(xué)土木工程系本章重點(diǎn)難點(diǎn)：1、巖體結(jié)構(gòu)；2、巖體的強(qiáng)度特征3、巖體的破壞機(jī)理4、巖體分類(lèi)。關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)：巖體結(jié)構(gòu)，巖體強(qiáng)度，準(zhǔn)巖體強(qiáng)度；巖體變形，巖石RQD質(zhì)量指標(biāo)；完整性系數(shù)；巖石堅(jiān)固性系數(shù)10/6/2021山東理工大學(xué)土木工程系要求：1、掌握本課程重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容；2、了解幾種有代表性的巖體分類(lèi)方法；3、了解我國(guó)工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（GB50218－94）。10/6/2

2、021山東理工大學(xué)土木工程系一、結(jié)構(gòu)面、結(jié)構(gòu)體、巖體結(jié)構(gòu)面：是指巖體中存在著的各種不同成因和不同特性的地質(zhì)界面，包括物質(zhì)的分界面、不連續(xù)面如節(jié)理、片理、斷層、不整合面等。結(jié)構(gòu)體：由結(jié)構(gòu)面在巖體中切割而成的幾何體稱(chēng)為結(jié)構(gòu)體（巖石）。巖體：結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體的地質(zhì)統(tǒng)一體。10/6/2021山東理工大學(xué)土木工程系（一）、結(jié)構(gòu)體的大小按規(guī)模結(jié)構(gòu)體可分為：I級(jí)結(jié)構(gòu)體：由I級(jí)結(jié)構(gòu)面切割成的結(jié)構(gòu)體(地質(zhì)體)。II級(jí)結(jié)構(gòu)體：由I級(jí)結(jié)構(gòu)體經(jīng)II級(jí)結(jié)構(gòu)面切割而成的結(jié)構(gòu)體(山體)。III級(jí)結(jié)構(gòu)體：II級(jí)結(jié)構(gòu)體再經(jīng)III級(jí)結(jié)構(gòu)面切割而成的結(jié)構(gòu)體。IV級(jí)結(jié)構(gòu)體：III級(jí)

3、結(jié)構(gòu)體再經(jīng)IV級(jí)結(jié)構(gòu)面切割而成的結(jié)構(gòu)體（完整巖石或巖塊）。10/6/2021山東理工大學(xué)土木工程系（二）、結(jié)構(gòu)體的塊度結(jié)構(gòu)體的塊度通常指最小結(jié)構(gòu)體的尺寸。在巖體工程穩(wěn)定性分析中，結(jié)構(gòu)體的塊度決定了巖體工程圍巖的破壞方式，從而決定了支護(hù)和加固方法。在開(kāi)挖過(guò)程中結(jié)構(gòu)體的塊度影響施工及臨時(shí)支護(hù)。10/6/2021山東理工大學(xué)土木工程系（三）、結(jié)構(gòu)體的形狀1、板狀結(jié)構(gòu)體：2、柱狀結(jié)構(gòu)體：3、錐形結(jié)構(gòu)體：結(jié)構(gòu)體的形狀與巖石類(lèi)型有關(guān)；與區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度有關(guān)；與工程圍巖的破壞方式有關(guān)。10/6/2021山東理工大學(xué)土木工程系二、巖體的結(jié)構(gòu)巖體的結(jié)構(gòu)是指巖

4、體中結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體的形態(tài)和組合特征。按巖體被結(jié)構(gòu)面分割的程度或結(jié)構(gòu)體的形態(tài)特征，可將巖體結(jié)構(gòu)劃分為以下幾種基本類(lèi)型：巖體結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)層狀結(jié)構(gòu)塊狀結(jié)構(gòu)碎裂結(jié)構(gòu)散體結(jié)構(gòu)鑲嵌結(jié)構(gòu)層狀碎裂結(jié)構(gòu)碎裂結(jié)構(gòu)10/6/2021山東理工大學(xué)土木工程系1、整體結(jié)構(gòu)巖性單一，節(jié)理不發(fā)育，無(wú)軟弱結(jié)構(gòu)面或夾泥，層面結(jié)合良好，滲流對(duì)巖體特性影響不大，結(jié)構(gòu)尺寸大于工程尺寸。完整性系數(shù)>0.75結(jié)構(gòu)面間距>1.5m巖土工程特征：整體性強(qiáng)度高，巖體穩(wěn)定，可視為均質(zhì)、各向同性的連續(xù)介質(zhì)。10/6/2021山東理工大學(xué)土木工程系2、塊狀結(jié)構(gòu)節(jié)理發(fā)育，有若干軟弱夾層或貫通微張裂隙

5、將巖體切割成柱狀、塊狀或菱形等結(jié)構(gòu)體。工程范圍內(nèi)，有兩組以上節(jié)理明顯發(fā)育，構(gòu)成影響工程穩(wěn)定性的危險(xiǎn)巖塊，其尺寸小于工程幾何尺寸。完整性系數(shù)0.35～0.75結(jié)構(gòu)面間距0.7～1.5m巖土工程特征：整體性強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)面相互牽制，巖體基本穩(wěn)定，接近彈性各向同性體。10/6/2021山東理工大學(xué)土木工程系3、層狀結(jié)構(gòu)由中厚（0.25～0.5m）及薄層（<0.25m）的均一、堅(jiān)硬、軟弱或軟硬相間的沉積巖或沉積變質(zhì)巖形成的巖體。結(jié)構(gòu)面以層理、片理、節(jié)理為主，往往有層間錯(cuò)動(dòng)，結(jié)構(gòu)體呈板狀、片狀互相緊密疊合。完整性系數(shù)：層狀0.3～0.6;薄層狀<0.4

6、結(jié)構(gòu)面間距：層狀0.25～0.5m；薄層狀<0.25m巖土工程特征：工程范圍內(nèi)，一組節(jié)理明顯發(fā)育，在層內(nèi)具有均一的地質(zhì)特征與力學(xué)特性，屬各向異性、層內(nèi)均質(zhì)的連續(xù)介質(zhì)。其變形和強(qiáng)度特征受層面及巖層組合控制，巖體穩(wěn)定性較差。10/6/2021山東理工大學(xué)土木工程系4、碎裂結(jié)構(gòu)構(gòu)造發(fā)育，各種結(jié)構(gòu)面與斷裂交叉發(fā)育，且多為泥質(zhì)充填。巖體破碎，呈塊狀或片狀，局部裹有堅(jiān)硬的大塊或條塊狀巖石，屬不均一的不連續(xù)介質(zhì)，穩(wěn)定性很差。巖體完整性系數(shù)結(jié)構(gòu)面間距鑲嵌結(jié)構(gòu)<0.36<0.5m層狀碎裂結(jié)構(gòu)<0.4<0.5m破碎結(jié)構(gòu)<0.3<0.5m10/6/2021山東理

7、工大學(xué)土木工程系5、散體結(jié)構(gòu)主要為各種劇烈風(fēng)化或擠壓破碎的巖體或土體。結(jié)構(gòu)面相當(dāng)發(fā)育，呈網(wǎng)狀，巖體極度破碎，并混有斷層泥，呈松散堆積或壓密堆積。完整性系數(shù)：<0.2巖土工程特征：穩(wěn)定性極差，巖體屬性接近松散體介質(zhì)。10/6/2021山東理工大學(xué)土木工程系三、巖體的強(qiáng)度巖體強(qiáng)度特征巖體的強(qiáng)度取決于結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度和巖石的強(qiáng)度。1、巖體的抗剪強(qiáng)度包絡(luò)線(xiàn)介于結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度包絡(luò)線(xiàn)和巖石強(qiáng)度包絡(luò)線(xiàn)之間。10/6/2021山東理工大學(xué)土木工程系2、巖體強(qiáng)度的各向異性巖體強(qiáng)度受加載方向與結(jié)構(gòu)面夾角θ的控制，因此，表現(xiàn)出巖體強(qiáng)度的各向異性。10/6/2021山東理

8、工大學(xué)土木工程系石墨片巖在三向壓縮下強(qiáng)度隨加載方向的變化。10/6/2021山東理工大學(xué)土木工程系巖體中只有一組結(jié)構(gòu)面：(1).當(dāng)σ1與結(jié)構(gòu)面垂直，巖體強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)面無(wú)關(guān)，為巖石強(qiáng)