第1章--地殼巖體結(jié)構(gòu)特征的工程地質(zhì)分析.ppt

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1、第一章地殼巖體結(jié)構(gòu)特征的工程地質(zhì)分析第一篇區(qū)域穩(wěn)定性及巖體穩(wěn)定性分析的幾個(gè)基本問(wèn)題.本章學(xué)習(xí)內(nèi)容和要求掌握巖體、巖體結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)面、結(jié)構(gòu)體的基本概念，建造和改造在巖體結(jié)構(gòu)形成中的作用，研究巖體結(jié)構(gòu)的意義；掌握結(jié)構(gòu)面的成因類型，了解其主要特征，巖體結(jié)構(gòu)分類和巖體質(zhì)量分類的代表性方案；了解巖體原生結(jié)構(gòu)特征的成因及特征，巖體結(jié)構(gòu)的巖相分析方法；了解巖體結(jié)構(gòu)特征的改造以及巖體構(gòu)造結(jié)構(gòu)特征的地質(zhì)力學(xué)分析方法；掌握結(jié)構(gòu)面統(tǒng)計(jì)調(diào)查的路線精測(cè)法及其資料校正方法，巖體結(jié)構(gòu)特征定量化研究的程序，了解巖體結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)分析的意義及作用。.本章學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)本章重點(diǎn)：（1）巖體結(jié)構(gòu)的概念，巖體結(jié)構(gòu)的形成及演化

2、規(guī)律；（2）巖體結(jié)構(gòu)類型劃分及其研究意義、巖體結(jié)構(gòu)類型的實(shí)用價(jià)值；（3）巖體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)方法—路線精測(cè)法。本章難點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)面成因類型的空間分布特征，巖體結(jié)構(gòu)分類；（2）巖體結(jié)構(gòu)介質(zhì)模型應(yīng)用。按介質(zhì)的連續(xù)性特征，不同的力學(xué)理論適用于不同的巖體結(jié)構(gòu)介質(zhì)。.巖體（rockmass）：通常指地質(zhì)體中與工程建設(shè)有關(guān)的那一部分巖石，它處于一定的應(yīng)力狀態(tài)、被各種結(jié)構(gòu)面所分割。巖體具有一定的結(jié)構(gòu)特征，它由巖體中含有的不同類型的結(jié)構(gòu)面及其在空間的分布和組合狀況所確定。結(jié)構(gòu)面（structuralplane）：是指巖體中具有一定方向、力學(xué)強(qiáng)度相對(duì)較低、兩向延伸（或具有一定厚度）的地質(zhì)界面（或帶）

3、。如巖層層面、軟弱夾層、各種成因的斷裂、裂隙等。由于這種界面中斷了巖體的連續(xù)性，故又稱不連續(xù)面（discontinuities）。結(jié)構(gòu)體（structuralbody）：結(jié)構(gòu)面在空間的分布和組合將巖體切割成形狀、大小不同的塊體，稱結(jié)構(gòu)體?！?.1基本概念及研究意義.§1.1基本概念及研究意義.巖體結(jié)構(gòu)特征的形成巖體結(jié)構(gòu)特征是在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史發(fā)展過(guò)程中形成的，是建造與改造兩者綜合作用的產(chǎn)物。它以特定的建造（如沉積巖建造、火成巖建造和變質(zhì)巖建造）為其物質(zhì)基礎(chǔ)。建造確定了巖體的原生結(jié)構(gòu)特征；而巖體經(jīng)歷的不同時(shí)期、不同程度的構(gòu)造作用改造以及淺、表生作用（如風(fēng)化、卸荷、地下水作用等，主要

4、是地殼淺、表部巖體）改造，使巖體結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜化?！?.1基本概念及研究意義.巖體的天然應(yīng)力狀態(tài)十分復(fù)雜，與構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)、巖體的結(jié)構(gòu)特征及所處的地貌部位等因素相關(guān)。將“巖體”廣泛運(yùn)用到工程地質(zhì)學(xué)研究當(dāng)中，也不過(guò)才幾十年，但它代表一個(gè)極為重要的發(fā)展階段。之前評(píng)價(jià)巖體（巖石材料性質(zhì)）——之后評(píng)價(jià)巖體（巖體結(jié)構(gòu)特征、巖體的力學(xué)屬性、巖體的變形破壞機(jī)制與過(guò)程等）§1.1基本概念及研究意義.工程地質(zhì)之所以要將巖體的結(jié)構(gòu)特征作為重要研究對(duì)象，意義如下：（1）巖體中的結(jié)構(gòu)面是巖體力學(xué)強(qiáng)度相對(duì)薄弱的部位，它導(dǎo)致巖體力學(xué)性能的不連續(xù)性、不均一性和各向異性。只有掌握巖體的結(jié)構(gòu)特征，才有可能闡明巖體在不

5、同荷載下內(nèi)部的應(yīng)力分布和應(yīng)力分異狀況?！?.1基本概念及研究意義.（2）巖體的結(jié)構(gòu)特征對(duì)巖體在一定荷載條件下的變形破壞方式和強(qiáng)度特征起著重要的控制作用。巖體中的軟弱結(jié)構(gòu)面，常常成為決定巖體穩(wěn)定性的控制面。§1.1基本概念及研究意義.壩基巖體由泥盆紀(jì)砂巖、板巖組成，地層中夾有一層由層間錯(cuò)動(dòng)和地下水的活動(dòng)造成的板巖泥化夾層，傾角一般小于10。，其內(nèi)摩擦系數(shù)f＝0.24～0.30(內(nèi)摩擦角φ＝14?！?7。)，抗剪強(qiáng)度低上猶江電站壩基內(nèi)板巖泥化夾層例如在巖石壩基的深部滑動(dòng)抗滑穩(wěn)定性分析中，有些結(jié)構(gòu)面為切割面(包括橫向切割面和側(cè)向切割面,詳見(jiàn)第十一章P445)，而有些成為滑移控制面?！?/p>

6、1.1基本概念及研究意義.結(jié)構(gòu)面影響地下洞室圍巖的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)面影響邊坡巖體的穩(wěn)定性§1.1基本概念及研究意義.（3）靠近地表的巖體，其結(jié)構(gòu)特征在很大程度上確定了外營(yíng)力對(duì)巖體的改造進(jìn)程。這是由于結(jié)構(gòu)面往往是風(fēng)化、地下水等各種外營(yíng)力較活躍的部位，也常常是這些營(yíng)力的改造作用能深入巖體內(nèi)部的重要通道，往往發(fā)展為重要的控制面。堅(jiān)硬巖石組成的斜坡前緣卸荷裂隙導(dǎo)致崩塌示意圖①灰?guī)r；②砂頁(yè)巖互層；③石英巖軟硬巖性互層的陡坡局部崩塌示意圖1砂巖；2頁(yè)巖§1.1基本概念及研究意義.此外，對(duì)巖體結(jié)構(gòu)特征的研究還可以推廣于宏觀地質(zhì)體，應(yīng)用于區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。宏觀地質(zhì)體中的莫霍面、構(gòu)造層的分界面、區(qū)域性

7、大斷層等相當(dāng)于地質(zhì)體中的巨型結(jié)構(gòu)面。...總之，對(duì)巖體結(jié)構(gòu)特征的研究，是分析評(píng)價(jià)區(qū)域穩(wěn)定性和巖體穩(wěn)定性的重要依據(jù)。研究結(jié)構(gòu)面最關(guān)鍵的是研究各類結(jié)構(gòu)面的分布規(guī)律、發(fā)育密度、表面特征、連續(xù)特征以及它們的空間組合形式等?！獭?.1基本概念及研究意義.1.2.1結(jié)構(gòu)面的主要類型√及特征結(jié)構(gòu)面的成因分類（最基本的分類方法）：原生結(jié)構(gòu)面、構(gòu)造結(jié)構(gòu)面及淺、表生結(jié)構(gòu)面。其主要特征及工程地質(zhì)評(píng)價(jià)詳見(jiàn)表1-1。沉積結(jié)構(gòu)面：層理，層面，軟弱夾層，不整合面，假整合面，古沖刷面等?；鸪山Y(jié)構(gòu)面：侵入體與圍巖接觸面，巖脈