第1章地壳岩体结构特征的工程地质分析PPT课件
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工程地质分析原理课件——地壳岩体结构特征的工程地质分析之二
°
高村
°<65°
°<83°
°<68°
°<85°
碳质断层泥砾岩；
图 1-15
石英脉；
青川断裂带构造岩分带剖面图 （据代建全等，1988）
钱枚岩； 挤压片理带； 构造透镜体带；
节理破碎带；
薄皮构造带（II）岩体结构特征
这一带以弯曲和剪切造成的浅部褶皱断裂为其 主要特征，伴有表部重力滑动构造。具体特征 为：
➢ 1.4.3 伸展带（裂谷）岩体结构特征分析
一般认为裂谷是区域隆起背景上以断陷谷 为特征的大型复杂地堑系；如大洋裂谷、大陆裂 谷和陆间裂谷等。近年来深部构造测试资料证明， 地幔上隆是大规模裂谷产生的主要原因。它以最 大主应力近于垂直、正性断裂为主和伴有来自地 幔的岩浆侵入与火山喷发岩等为其主要特征。裂 谷区表层岩体的构造结构特征很大程度上受深部 断裂特征的控制。
第一章 地壳岩体结构特征的
工程地质分析
本章学习内容和要求
掌握岩体、岩体结构、结构面、结构体的基本概念，建造 和改造在岩体结构形成中的作用，研究岩体结构的意义；
掌握结构面的成因类型，了解其主要特征，岩体结构分类 和岩体质量分类的代表性方案；
了解岩体原生结构特征的成因及特征，岩体结构的岩相分 析方法；
（1）系列上叠式弧形断裂构成岩体的宏观格 架（图1-14II区）。
（2）浅部岩层强烈弯曲褶皱，层间错动发育。 错动在硬软接触面处尤为明显，削弱了层间联 结能力和抗剪强度，成为岩体在重力场条件下 变形破坏的重要控制面。
滑覆体构造（II′）岩体结构特征
滑覆体的形成：一方面与岩体中发育有弧形断裂和层 间错动面有关（为滑覆体提供了滑动面）；另一方面 与推覆构造造成的向推覆方向倾斜的原始地形有关， 为滑动提供了重力位能。这也是所有滑覆体均向推覆 方向滑动的原因。
《岩体的结构特征》ppt课件
沪蓉西高速扁担垭隧道掌子面岩体
岩块、构造面、岩体
2. 岩块(Rock block) －－把不含显著构造面的岩石块 体称为岩块，它是构成岩体的最小岩石单元体 〔intact rock, structural element 〕。
3. 岩体(Rockmass)－－是指地质历史过程中构成的， 由岩块和构造面网络组成的，具有一定的构造，并 赋存于一定的天然应力形状和地下水等地质环境中 的地质体。
－－指地质历史开展过程中，在岩体内构成的具有一定的延 伸方向和长度，厚度相对较小的地质界面或带。包括：层面、 不整合面、节理、断层、片理面、劈理、脆弱夹层、卸荷裂 隙和风化裂隙等。 显著构造面(能明显地将岩石切割开来的分界面)、不显著构造面(微 构造面)(包含在岩石块体内结合比较结实的面如微层面、微裂隙等)
二、岩块 －－不含显著构造面的岩石块体1
岩石是各种矿物的集合体，是地质作用的
0
产物。大部分新颖岩块质地巩固致密,孔
隙小而少,抗水性强,透水性弱,力学强度高
－－其物理力学特点主要由矿物组成和结
构构造等决议。
岩块的物理力学性质受物质组成、构造
构造与风化程度的影响
〔一〕岩块的物质组成
造岩矿物类型：含氧盐、氧化物、氢 氧化物、卤化物、硫化物和自然元素 等。硅酸盐、碳酸盐和氧化物类矿物 是构成岩石最常见矿物，其常见矿物
〔一〕构造面的成因类型〔地质和力学〕
• 地质成因类型
堆积构造面
岩浆构造面
原生构造面 岩体在成岩过程
构造构造面 岩中体构构成成后的在构构造蜕造面变应构力造作面用
下构成的各种破裂面
次生构造面 岩体构成后在外营力 作用下产生的构造面
岩 体 结 构 面
的 类
绪论第一章岩石及其工程地质性质PPT课件
45
▪ 工程地质学在水利水电工程建设中的主要任务：
1、选择工程地质条件最优良的建筑地址；（选址在工程地质条件良好 的地址，可以节省投资、缩短工期、保证安全施工和运营）
2、查明建筑地区的工程地质条件和可能发生的不良工程地质作用； （没有足够的工程地质勘察资料，就不能进行设计；没有设计，就 不能施工）
▪ 仪器测定各种化学成分(常量元素、微量元素或同位素) 及其动态变化
▪ 物理仪器测定地球上的温度、压力、运动速度，进行 电磁场、重力场、幅射场以及地震波速的观测
▪ 生物生活性状观测并进而进行生物化学、生物分子学 和生物遗传学的观测
6
三、地质学研究的目的
▪ 1、理论研究的目的： ▪ （１）一方面满足人类认识自然，欣赏自
17
② 岩土类型及其工程地质性质 坚硬完整的岩石：花岗岩、厚层石英砂岩、花岗片麻
岩等，强度高强度高，性质良好； 软弱岩石：页岩、粘土岩、炭质岩及泥质胶结的砂砾
岩，以及遇水膨胀、易溶解的岩类，软弱易变，性质不良， 断层岩和构造破碎岩更软弱。
松软土：如黄土、膨胀土、淤泥等需要特别注意。 岩土性质的优劣对建筑物的安全经济具有重要意义。 软弱不良的岩土体工程事故不断、地质灾害多发，常需避 开。
岩体的地应力状态对建筑物的施工和稳定性影响不容 忽视。
19
④水文地质条件 水文地质条件是决定工程地质条件优劣的重要因素。 地下水位较高一般对工程不利，地基土含水量大，黏
性土处于塑态甚至流态，承载力降低，道路易发生冻害， 水库常造成浸没，隧洞及基坑开挖需进行排水。
滑坡、地下建筑事故、水库渗漏、坝基渗透变形以及 许多地质灾害的发生都与地下水的参与有关，甚至起到主 导作用。
2
二、地质学学科特点和研究方法
▪ 工程地质学在水利水电工程建设中的主要任务：
1、选择工程地质条件最优良的建筑地址；（选址在工程地质条件良好 的地址，可以节省投资、缩短工期、保证安全施工和运营）
2、查明建筑地区的工程地质条件和可能发生的不良工程地质作用； （没有足够的工程地质勘察资料，就不能进行设计；没有设计，就 不能施工）
▪ 仪器测定各种化学成分(常量元素、微量元素或同位素) 及其动态变化
▪ 物理仪器测定地球上的温度、压力、运动速度，进行 电磁场、重力场、幅射场以及地震波速的观测
▪ 生物生活性状观测并进而进行生物化学、生物分子学 和生物遗传学的观测
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三、地质学研究的目的
▪ 1、理论研究的目的： ▪ （１）一方面满足人类认识自然，欣赏自
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② 岩土类型及其工程地质性质 坚硬完整的岩石：花岗岩、厚层石英砂岩、花岗片麻
岩等，强度高强度高，性质良好； 软弱岩石：页岩、粘土岩、炭质岩及泥质胶结的砂砾
岩，以及遇水膨胀、易溶解的岩类，软弱易变，性质不良， 断层岩和构造破碎岩更软弱。
松软土：如黄土、膨胀土、淤泥等需要特别注意。 岩土性质的优劣对建筑物的安全经济具有重要意义。 软弱不良的岩土体工程事故不断、地质灾害多发，常需避 开。
岩体的地应力状态对建筑物的施工和稳定性影响不容 忽视。
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④水文地质条件 水文地质条件是决定工程地质条件优劣的重要因素。 地下水位较高一般对工程不利，地基土含水量大，黏
性土处于塑态甚至流态，承载力降低，道路易发生冻害， 水库常造成浸没，隧洞及基坑开挖需进行排水。
滑坡、地下建筑事故、水库渗漏、坝基渗透变形以及 许多地质灾害的发生都与地下水的参与有关，甚至起到主 导作用。
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二、地质学学科特点和研究方法
工程地质ppt课件
第一章 工程地质
1
土的生成
由于温度变化、水的冻胀、波浪冲击、地震 等引起的物理力使岩体崩解、碎裂的过程
量
物理风化
搬运沉积
大小、 形状和 成分都 不相同 的松散 颗粒集 合体
岩石
土
化学风化
生物风化
量质
岩体与空气、水和各种水溶液相互作用使岩 石成分发生变化，形成粘粒和可溶盐的过程
由动物、植物和人类活动对岩体的破坏 称生物风化。
管涌既可以发生在土体内部，也可以发生在渗流出口处，发 展一般有个时间过程，是一种渐进性的破坏
17
管涌现象的防治 （１）改变水力条件，降低水力梯度，如打板桩。（同流土）
（２）改变几何条件，在渗流逸出部位铺设反滤层是防止管涌 破坏的有效措施。
水位
回填中粗砂 砂垫层
加筋土工布
抛石棱体
设置反滤层，既可通畅水流，又起到保护土体、防止细粒流失而 产生渗透变形的作用。反滤层可由粒径不等的无粘性土组成，也 可由土工布代替，上图为某河堤基础加筋土工布反滤层
2
1.1 概述
地表的工程地质条件的优劣，直接影响建筑 物的地基与基础高计方案的类型，施工工期 的长短和工程投资的大小。
建筑场地的形成： （1）内力地质作用 （2）外力地质作用
3
地质年代： 太古代、元古代、古生代、中生代、新生代
（第四纪沉积层）
4
1.2 矿物与岩石
矿物的种类：原生、次生 矿物的主要物理性质：形态、颜色、光泽、
18
虑地下水历年最高水位。
11
1.5.4 地下水的运动 法国学者达西于1856年通过砂土 的渗透实验，发现地下水的运动 规律相互平行而不混流。
达西定律：在层流条件下，土中水渗流速度与能量（水头）损失之间的关系
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土的生成
由于温度变化、水的冻胀、波浪冲击、地震 等引起的物理力使岩体崩解、碎裂的过程
量
物理风化
搬运沉积
大小、 形状和 成分都 不相同 的松散 颗粒集 合体
岩石
土
化学风化
生物风化
量质
岩体与空气、水和各种水溶液相互作用使岩 石成分发生变化，形成粘粒和可溶盐的过程
由动物、植物和人类活动对岩体的破坏 称生物风化。
管涌既可以发生在土体内部，也可以发生在渗流出口处，发 展一般有个时间过程，是一种渐进性的破坏
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管涌现象的防治 （１）改变水力条件，降低水力梯度，如打板桩。（同流土）
（２）改变几何条件，在渗流逸出部位铺设反滤层是防止管涌 破坏的有效措施。
水位
回填中粗砂 砂垫层
加筋土工布
抛石棱体
设置反滤层，既可通畅水流，又起到保护土体、防止细粒流失而 产生渗透变形的作用。反滤层可由粒径不等的无粘性土组成，也 可由土工布代替，上图为某河堤基础加筋土工布反滤层
2
1.1 概述
地表的工程地质条件的优劣，直接影响建筑 物的地基与基础高计方案的类型，施工工期 的长短和工程投资的大小。
建筑场地的形成： （1）内力地质作用 （2）外力地质作用
3
地质年代： 太古代、元古代、古生代、中生代、新生代
（第四纪沉积层）
4
1.2 矿物与岩石
矿物的种类：原生、次生 矿物的主要物理性质：形态、颜色、光泽、
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虑地下水历年最高水位。
11
1.5.4 地下水的运动 法国学者达西于1856年通过砂土 的渗透实验，发现地下水的运动 规律相互平行而不混流。
达西定律：在层流条件下，土中水渗流速度与能量（水头）损失之间的关系
1第1章工程地质基本知识.ppt
出来的气体，它们都会阻塞渗流通道，从而使渗透系数 大大减小。因此，为了保证测定渗透系数的试验精度， 要求试样必须充分饱和。
e、水的动力粘滞系数 土的渗透系数与水的重度和动力粘滞系数有关，而这两个 数值又取决于水的温度。水的重度随温度的变化不大，可 忽略不计。但动力粘滞系数却会随水温发生明显的变化。 故密度相同的同一种土，在不同温度下将具有不同的渗透 系数。 层流运动：地下水在土中孔隙或微小裂缝中以不大的速度 连续渗透。
物理性质、化学成份和形态． (一) 造岩矿物 组成岩石的矿物称为造岩矿物。 矿物按生成条件可分为原生矿物和次生矿物两大类。 区分矿物可以矿物的形状、颜色、光泽、硬度、解理、比重等
特征为依据。 （二）岩石
岩石的主要特征包括矿物成分、结构和构造三方面。 岩石的结构—岩石中矿物颗粒的结晶程度、大小和形状、及 其彼此之间的组合方式。 岩石的构造--岩石中矿物的排列方式及填充方式。
地质年代有绝对和相对之分，相对地质年代在地史的分析 中广为应用。它是根据古生物的演化和岩层形成的顺序，将 地壳历史划分成一些自然阶段。分为五大代（太古代、元古 代、古生代、中生代和新生代），每代又分为若干纪，每纪 又细分为若干世及期。在每一个地质年代中，都划分有相应 的地层。地质年代和地层单位、顺序和名称的对应关系如下 表。
1.5 地下水
1.5.3 土的渗透性
2、动水力GD（KN/m3） 动水力：水流动时，水对单位体积土的骨架作用的力。是水 流对土体施加的体积力。与水流受到土骨架的阻力大小相等 而方向相反。 GD= γw×i 静水力：静水作用在水下物体上的力。
GD的推导P34
1.5 地下水
1.5.3 土的渗透性
3、流土和管涌：
1.3 第四纪沉积层
洪积物的颗粒虽
e、水的动力粘滞系数 土的渗透系数与水的重度和动力粘滞系数有关，而这两个 数值又取决于水的温度。水的重度随温度的变化不大，可 忽略不计。但动力粘滞系数却会随水温发生明显的变化。 故密度相同的同一种土，在不同温度下将具有不同的渗透 系数。 层流运动：地下水在土中孔隙或微小裂缝中以不大的速度 连续渗透。
物理性质、化学成份和形态． (一) 造岩矿物 组成岩石的矿物称为造岩矿物。 矿物按生成条件可分为原生矿物和次生矿物两大类。 区分矿物可以矿物的形状、颜色、光泽、硬度、解理、比重等
特征为依据。 （二）岩石
岩石的主要特征包括矿物成分、结构和构造三方面。 岩石的结构—岩石中矿物颗粒的结晶程度、大小和形状、及 其彼此之间的组合方式。 岩石的构造--岩石中矿物的排列方式及填充方式。
地质年代有绝对和相对之分，相对地质年代在地史的分析 中广为应用。它是根据古生物的演化和岩层形成的顺序，将 地壳历史划分成一些自然阶段。分为五大代（太古代、元古 代、古生代、中生代和新生代），每代又分为若干纪，每纪 又细分为若干世及期。在每一个地质年代中，都划分有相应 的地层。地质年代和地层单位、顺序和名称的对应关系如下 表。
1.5 地下水
1.5.3 土的渗透性
2、动水力GD（KN/m3） 动水力：水流动时，水对单位体积土的骨架作用的力。是水 流对土体施加的体积力。与水流受到土骨架的阻力大小相等 而方向相反。 GD= γw×i 静水力：静水作用在水下物体上的力。
GD的推导P34
1.5 地下水
1.5.3 土的渗透性
3、流土和管涌：
1.3 第四纪沉积层
洪积物的颗粒虽
工程地质概论ppt课件
岩石质量指标RQD分类 - 美国伊利诺斯大学提出并发展。 - 用直径75mm钻头和双层套管在岩石中钻进，连续取 芯，以此钻进所取岩芯中大于10cm的岩芯段长度之 和与该段进尺的比值作为RQD值，以百分数表示。
2019/12/21
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工程地质概论
1.3 风化作用
风化作用
地壳表层的岩石在太阳辐射、大气、水和生 物等风化营力的作用下，发生物理和化学变 化，使岩石崩解破碎以致逐渐分解的作用， 称为风化作用（Weathering）。
第一篇 工程地质基础知识
1 工程地质概述
工程地质学
介于地质学与工程学之间的一门交叉学科， 研究土木工程中的地质问题，也就是研究在 工程建筑设计、施工和运营的实施过程中合 理地处理和正确的使用自然地质条件和改造 不良地质条件等地质问题，是为了解决地质 条件与人类工程活动之间矛盾的一门实用性 很强的学科。
○ 减弱地基强度，寒冷地区易引起道路的冻胀和 翻浆。
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工程地质概论
潜水（Phreatic Water）
○ 自地表向下第一个连续稳定隔水层之上的含水 层中，具有自由水面的重力水。
成。
○ 典型
花岗岩、玄武岩。
沉积岩（Sedimentary Rock）
○ 又称水成岩（Hiydrogenic Rock）岩石经风化、 剥蚀成碎屑，经流水、风或冰川搬运至低洼处 沉积，经压密或化学作用胶结成沉积岩。
○ 典型
石灰岩、砾岩、砂岩。
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工程地质概论
2019/12/21
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工程地质概论
海积土
○ 海洋分类
滨海带、浅海区、陆坡区和深海区。
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工程地质概论
1.3 风化作用
风化作用
地壳表层的岩石在太阳辐射、大气、水和生 物等风化营力的作用下，发生物理和化学变 化，使岩石崩解破碎以致逐渐分解的作用， 称为风化作用（Weathering）。
第一篇 工程地质基础知识
1 工程地质概述
工程地质学
介于地质学与工程学之间的一门交叉学科， 研究土木工程中的地质问题，也就是研究在 工程建筑设计、施工和运营的实施过程中合 理地处理和正确的使用自然地质条件和改造 不良地质条件等地质问题，是为了解决地质 条件与人类工程活动之间矛盾的一门实用性 很强的学科。
○ 减弱地基强度，寒冷地区易引起道路的冻胀和 翻浆。
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工程地质概论
潜水（Phreatic Water）
○ 自地表向下第一个连续稳定隔水层之上的含水 层中，具有自由水面的重力水。
成。
○ 典型
花岗岩、玄武岩。
沉积岩（Sedimentary Rock）
○ 又称水成岩（Hiydrogenic Rock）岩石经风化、 剥蚀成碎屑，经流水、风或冰川搬运至低洼处 沉积，经压密或化学作用胶结成沉积岩。
○ 典型
石灰岩、砾岩、砂岩。
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工程地质概论
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工程地质概论
海积土
○ 海洋分类
滨海带、浅海区、陆坡区和深海区。
地壳岩体结构特征的工程地质分析
岩体工程地质特征：
辫状（游荡型）河流沉积相模式 特点：坡降陡、河床不稳定、弯度小、水浅、流态不稳定、具复杂环流的河流沉积模式。其三度空间形式如图1-6。
岩体主要工程地质特征：
a.岩体具层状或块状结构特征。 岩体中以含泥砾的滞留砾岩层为其主要软弱层，断续分布，起伏差大，多呈槽状。顶部的泥质粉砂岩通常被冲刷殆尽，或呈零星分布。见图1-7。
属于软弱结构面 构成独立的力学模型—软弱夹层
较大的断层
Ⅱ级
延展规模与研究的岩体相若，破碎带宽度比较窄，几厘米至数米
形成块裂岩体边界 控制岩体变形和破坏方式 构成次级地应力场边界
属于软弱结构面
小断层 层间错动面
Ⅲ级
延展长度短，从十几米至几十米，无破碎带，面内不夹泥，有的具有泥膜
参与块裂岩体切割 构成次级地应力场边界
1
2
STEP1
STEP2
STEP3
1.3.1 河流相沉积岩岩体结构特征的岩相分析
河流沉积主要相模式及其工程地质特征
河流沉积建造大体上可归为三种相模式，即高弯度河流、低弯度河流、辫状（网状或游荡型）河流。其主要工程地质特征分别如下：
高弯度河流沉积相模式 特点：河床坡降缓、弯度大、水流较深、流态较稳定、以单向环流为主的河流沉积模式。其三度空间结构形式如图1-5（a）。
壹
贰
1.1 基本概念及研究意义
1
2
3
4
1.2 岩体结构特征及主要类型
构造结构面 浅表生结构面 浅部结构面 表部结构面 1.2 岩体结构特征及主要类型
1.2 岩体结构特征及主要类型
§1.2 岩体结构特征及主要类型
续表1-1
结构面规模等级划分： 按其对岩体力学行为所起控制作用，可划分为三个等级，即贯通性宏观软弱面（A类）、显现结构面（B类）和隐微结构面（C类）。
《工程地质》课件 第一章 矿物与岩石
〔1〕单轴抗压强度 标准岩石试样在单向压缩时能承受的最大压应力称为单轴抗压强度或极限抗压强度，简称抗 压强度。根据试样含水情况不同，抗压强度可分为烘干试样抗压强度和饱和试样抗压强度；根据 外力作用方向与岩石层理、片理方向的关系不同，抗压强度又可分为垂直层理抗压强度与平行层 理抗压强度。通常，假设未加说明，抗压强度是指烘干试样、垂直层理的抗压强度，常用R表示。 〔2〕抗拉强度 岩石试样在单向拉伸时能承受的最大拉应力称为抗拉强度。按照这个定义，应当进行单向直 接拉伸试验，以便获得抗拉强度数值。但是由于直接拉伸试验比较困难，实际中多采取间接方法 获取抗拉强度数值。目前国内常用的间接拉伸方法是劈裂法。抗拉强度常用 表示。 常见岩石抗压强度、抗拉强度的数值如表1-6所示。
IS 的用途包括：直接用 IS 作为岩石强度分类的指标；通过不同的换算系数，把 IS 换算为单 轴抗压或间接抗拉等其他强度参数；用点荷载试验求得各种风化岩石的 IS 值。
图1-4 点荷载试验图
2）岩石的变形特性 岩石受力后的变形过程一般可分为压密变形、 弹性变形及破裂变形三个阶段。研究岩石变形规 律通常通过试验方法获得岩石的应力—应变曲线， 从而得到表示岩石变形特性的指标：变形模量、 弹性模量和泊松比。 （1）变形模量与弹性模量 变形模量 E0 是指岩石在单轴压缩条件下轴
岩石的颜色深，相对密度也比较大。
超基性岩类（SiO2 含量 < 45% ）：矿物以橄榄石、辉石为主，其次为角闪石，一般不含硅
铝矿物。岩石的颜色很深，相对密度很大。
1〕岩浆岩的结构 岩浆岩的结构是指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、晶体形状、自形程度以及矿物之间的 相互组合关系。岩浆岩的结构特征是岩浆成分和岩浆冷凝时的物理化学环境的综合反映。根据岩浆 岩中矿物结晶程度、主要矿物颗粒大小的不同，岩浆岩可以有不同的分类。 〔1〕按岩石中矿物结晶程度分类 全晶质结构：岩石全部由结晶质矿物组成。 半晶质结构：岩石由结晶质矿物和非晶质矿物组成，多见于浅成岩和喷出岩，如流纹岩。 非晶质结构：岩石全部由非晶质矿物组成，又称玻璃质结构。 〔2〕按岩石中主要矿物颗粒的绝对大小分类 显晶质结构：岩石全部由结晶颗粒较大的矿物组成，用肉眼或放大镜可以识别。 隐晶质结构：岩石全部由结晶微小的矿物组成，颗粒粒径 ，用肉眼和放大镜均看不见晶粒， 只有在显微镜下可识别，是浅成侵入岩和喷出岩中常有的一种结构。
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了解岩体结构特征的改造以及岩体构造结构特征的地质力 学分析方法；
掌握结构面统计调查的路线精测法及其资料校正方法，岩 体结构特征定量化研究的程序，了解岩体结构统计分析的 意义及作用。
本章学习重点和难点
本章重点：
（1）岩体结构的概念，岩体结构的形成及演化规律； （2）岩体结构类型划分及其研究意义、岩体结构类型的 实用价值； （3）岩体结构的统计方法—路线精测法。
§1.1 基本概念及研究意义
§1.1 基本概念及研究意义
岩体结构特征的形成 岩体结构特征是在漫长的地质历史发展过程中形成的，
是建造与改造两者综合作用的产物。 它以特定的建造（如沉积岩建造、火成岩建造和变质
岩建造）为其物质基础。建造确定了岩体的原生结构 特征；而岩体经历的不同时期、不同程度的构造作用 改造以及浅、表生作用（如风化、卸荷、地下水作用 等，主要是地壳浅、表部岩体）改造，使岩体结构趋 于复杂化。
§1.1 基本概念及研究意义
岩体的天然应力状态十分复杂，与构造应力场、岩体的结 构特征及所处的地貌部位等因素相关。
将“岩体”广泛运用到工程地质学研究当中，也不过才几 十年，但它代表一个极为重要的发展阶段。
• 之前评价岩体（岩石材料性质）——之后评价岩体（岩体 结构特征、岩体的力学属性、岩体的变形破坏机制与过程 等）
（2）岩体的结构特征对岩体在一定荷载条件下的变形破坏方式和 强度特征起着重要的控制作用。岩体中的软弱结构面，常常成为决 定岩体稳定性的控制面。
§1.1 基本概念及研究意义
例如在岩石坝基的深部滑动抗滑 稳定性分析中，有些结构面为切 割面(包括横向切割面和侧向切割 面,详见第十一章P445)，而有些 成为滑移控制面。
坚硬岩石组成的斜坡前缘卸 荷裂隙导致崩塌示意图
①灰岩；②砂页岩互层；③石英 岩
软硬岩性互层的陡坡局 部崩塌示意图
1砂岩；2页岩
此外，对岩体结构特征的研究还可以推广于宏观地质体，应用于 区域构造稳定性评价。宏观地质体中的莫霍面、构造层的分界面、 区域性大断层等相当于地质体中的巨型结构面。
地 形 高 度 （） 地 壳 厚 度 （）
研究结构面最关键的是研究各类结构面的分布规律、发育密
度、表面特征、连续特征以及它们的空间组合形式等。√
§1.2 岩体结构特征及主要类型
1.2.1 结构面的主要类型√及特征 结构面的成因分类（最基本的分类方法）：原生结构
面、构造结构面及浅、表生结构面。其主要特征及工 程地质评价详见表1-1。
原 沉积结构面：层理，层面，软弱夹层，不整合面，假整合面，古
结构面（structural plane）：是指岩体中具有一定方向、力 学强度相对较低、两向延伸（或具有一定厚度）的地质界面 （或带）。如岩层层面、软弱夹层、各种成因的断裂、裂隙等。 由于这种界面中断了岩体的连续性，故又称不连续面 （discontinuities）。
结构体（structural body）：结构面在空间的分布和组合将 岩体切割成形状、大小不同的块体，称结构体。
本章难点：
（1）结构面成因类型的空间分布特征，岩体结构分类； （2）岩体结构介质模型应用。按介质的连续性特征，不 同的力学理论适用于不同的岩体结构介质。
§1.1 基本概念及研究意义
岩体（rock mass）：通常指地质体中与工程建设有关的那 一部分岩石，它处于一定的应力状态、被各种结构面所分割。 岩体具有一定的结构特征，它由岩体中含有的不同类型的结构 面及其在空间的分布和组合状况所确定。
第一篇 区域稳定性及岩体稳定性 分析的几个基本问题
第一章 地壳岩体结构特 征的工程地质分析
本章学习内容和要求
掌握岩体、岩体结构、结构面、结构体的基本概念，建造 和改造在岩体结构形成中的作用，研究岩体结构的意义；
掌握结构面的成因类型，了解其主要特征，岩体结构分类 和岩体质量分类的代表性方案；
了解岩体原生结构特征的成因及特征，岩体结构的岩相分 析方法；
α β
α
β
（a）
(b)
图8-2 顺向坡
（a）α<β;(b)α>β
§1.1 基本概念及研究意义
（3）靠近地表的岩体，其结构特征在很大程度上确定了外营力 对岩体的改造进程。这是由于结构面往往是风化、地下水等各种 外营力较活跃的部位，也常常是这些营力的改造作用能深入岩体 内部的重要通道，往往发展为重要的控制面。
生
冲刷面等。
结 火成结构面：侵入体与围岩接触面，岩脉、岩墙接触面，喷出岩
构
的流线、流面，冷凝节理面等。
面 变质结构面：片理，片麻理，板劈理，片岩软弱夹层等。
§1.2 岩体结构特征及主要类型
§1.2 岩体结构特征及主要类型
构造 结构 面
节理（X型节理，张节理） 断层（正断层，逆断层，走滑断层） 层间错动带，羽状裂隙，破劈理
西藏横断山地震带 喜马拉雅山南麓地震带
川滇地震带 甘、川地震带
喜马拉雅山 冈底斯山 青
藏唐古拉山高昆仑山柴原达阿山尔金山
ห้องสมุดไป่ตู้
天山 莫霍面
图 1-2 青藏高原地壳厚度剖面和地震带位置
（据时振梁等）
14
15
§1.1 基本概念及研究意义
总之，对岩体结构特征的研究，是分析评价区域稳定 性和岩体稳定性的重要依据。
浅表 生结 构面
浅部结构面
卸荷断裂 重力扩展变形破裂
表部结构面
卸荷裂隙 风化裂隙 风化夹层 泥化夹层 次生夹泥
§1.2 岩体结构特征及主要类型
§1.2 岩体结构特征及主要类型
上犹江电站坝基内板岩泥化夹层
坝基岩体由泥盆纪砂岩、板岩组成，地层中夹有一层由层 间于错10动。和，地其下内水摩的擦活系动数造f＝成0的.2板4 ～岩泥0.3化0夹(内层摩，擦倾角角φ一＝般小
14。 ～ 17。) ，抗剪强度低
§1.1 基本概念及研究意义
a
b
结构面影响边坡岩 体的稳定性
c
d
结构面影响地下洞 室围岩的稳定
§1.1 基本概念及研究意义
➢ 工程地质之所以要将岩体的结构特征作为重要研究对象，意义如下： （1）岩体中的结构面是岩体力学强度相对薄弱的部位，它导致岩
体力学性能的不连续性、不均一性和各向异性。只有掌握岩体的结 构特征，才有可能阐明岩体在不同荷载下内部的应力分布和应力分 异状况。
§1.1 基本概念及研究意义
掌握结构面统计调查的路线精测法及其资料校正方法，岩 体结构特征定量化研究的程序，了解岩体结构统计分析的 意义及作用。
本章学习重点和难点
本章重点：
（1）岩体结构的概念，岩体结构的形成及演化规律； （2）岩体结构类型划分及其研究意义、岩体结构类型的 实用价值； （3）岩体结构的统计方法—路线精测法。
§1.1 基本概念及研究意义
§1.1 基本概念及研究意义
岩体结构特征的形成 岩体结构特征是在漫长的地质历史发展过程中形成的，
是建造与改造两者综合作用的产物。 它以特定的建造（如沉积岩建造、火成岩建造和变质
岩建造）为其物质基础。建造确定了岩体的原生结构 特征；而岩体经历的不同时期、不同程度的构造作用 改造以及浅、表生作用（如风化、卸荷、地下水作用 等，主要是地壳浅、表部岩体）改造，使岩体结构趋 于复杂化。
§1.1 基本概念及研究意义
岩体的天然应力状态十分复杂，与构造应力场、岩体的结 构特征及所处的地貌部位等因素相关。
将“岩体”广泛运用到工程地质学研究当中，也不过才几 十年，但它代表一个极为重要的发展阶段。
• 之前评价岩体（岩石材料性质）——之后评价岩体（岩体 结构特征、岩体的力学属性、岩体的变形破坏机制与过程 等）
（2）岩体的结构特征对岩体在一定荷载条件下的变形破坏方式和 强度特征起着重要的控制作用。岩体中的软弱结构面，常常成为决 定岩体稳定性的控制面。
§1.1 基本概念及研究意义
例如在岩石坝基的深部滑动抗滑 稳定性分析中，有些结构面为切 割面(包括横向切割面和侧向切割 面,详见第十一章P445)，而有些 成为滑移控制面。
坚硬岩石组成的斜坡前缘卸 荷裂隙导致崩塌示意图
①灰岩；②砂页岩互层；③石英 岩
软硬岩性互层的陡坡局 部崩塌示意图
1砂岩；2页岩
此外，对岩体结构特征的研究还可以推广于宏观地质体，应用于 区域构造稳定性评价。宏观地质体中的莫霍面、构造层的分界面、 区域性大断层等相当于地质体中的巨型结构面。
地 形 高 度 （） 地 壳 厚 度 （）
研究结构面最关键的是研究各类结构面的分布规律、发育密
度、表面特征、连续特征以及它们的空间组合形式等。√
§1.2 岩体结构特征及主要类型
1.2.1 结构面的主要类型√及特征 结构面的成因分类（最基本的分类方法）：原生结构
面、构造结构面及浅、表生结构面。其主要特征及工 程地质评价详见表1-1。
原 沉积结构面：层理，层面，软弱夹层，不整合面，假整合面，古
结构面（structural plane）：是指岩体中具有一定方向、力 学强度相对较低、两向延伸（或具有一定厚度）的地质界面 （或带）。如岩层层面、软弱夹层、各种成因的断裂、裂隙等。 由于这种界面中断了岩体的连续性，故又称不连续面 （discontinuities）。
结构体（structural body）：结构面在空间的分布和组合将 岩体切割成形状、大小不同的块体，称结构体。
本章难点：
（1）结构面成因类型的空间分布特征，岩体结构分类； （2）岩体结构介质模型应用。按介质的连续性特征，不 同的力学理论适用于不同的岩体结构介质。
§1.1 基本概念及研究意义
岩体（rock mass）：通常指地质体中与工程建设有关的那 一部分岩石，它处于一定的应力状态、被各种结构面所分割。 岩体具有一定的结构特征，它由岩体中含有的不同类型的结构 面及其在空间的分布和组合状况所确定。
第一篇 区域稳定性及岩体稳定性 分析的几个基本问题
第一章 地壳岩体结构特 征的工程地质分析
本章学习内容和要求
掌握岩体、岩体结构、结构面、结构体的基本概念，建造 和改造在岩体结构形成中的作用，研究岩体结构的意义；
掌握结构面的成因类型，了解其主要特征，岩体结构分类 和岩体质量分类的代表性方案；
了解岩体原生结构特征的成因及特征，岩体结构的岩相分 析方法；
α β
α
β
（a）
(b)
图8-2 顺向坡
（a）α<β;(b)α>β
§1.1 基本概念及研究意义
（3）靠近地表的岩体，其结构特征在很大程度上确定了外营力 对岩体的改造进程。这是由于结构面往往是风化、地下水等各种 外营力较活跃的部位，也常常是这些营力的改造作用能深入岩体 内部的重要通道，往往发展为重要的控制面。
生
冲刷面等。
结 火成结构面：侵入体与围岩接触面，岩脉、岩墙接触面，喷出岩
构
的流线、流面，冷凝节理面等。
面 变质结构面：片理，片麻理，板劈理，片岩软弱夹层等。
§1.2 岩体结构特征及主要类型
§1.2 岩体结构特征及主要类型
构造 结构 面
节理（X型节理，张节理） 断层（正断层，逆断层，走滑断层） 层间错动带，羽状裂隙，破劈理
西藏横断山地震带 喜马拉雅山南麓地震带
川滇地震带 甘、川地震带
喜马拉雅山 冈底斯山 青
藏唐古拉山高昆仑山柴原达阿山尔金山
ห้องสมุดไป่ตู้
天山 莫霍面
图 1-2 青藏高原地壳厚度剖面和地震带位置
（据时振梁等）
14
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§1.1 基本概念及研究意义
总之，对岩体结构特征的研究，是分析评价区域稳定 性和岩体稳定性的重要依据。
浅表 生结 构面
浅部结构面
卸荷断裂 重力扩展变形破裂
表部结构面
卸荷裂隙 风化裂隙 风化夹层 泥化夹层 次生夹泥
§1.2 岩体结构特征及主要类型
§1.2 岩体结构特征及主要类型
上犹江电站坝基内板岩泥化夹层
坝基岩体由泥盆纪砂岩、板岩组成，地层中夹有一层由层 间于错10动。和，地其下内水摩的擦活系动数造f＝成0的.2板4 ～岩泥0.3化0夹(内层摩，擦倾角角φ一＝般小
14。 ～ 17。) ，抗剪强度低
§1.1 基本概念及研究意义
a
b
结构面影响边坡岩 体的稳定性
c
d
结构面影响地下洞 室围岩的稳定
§1.1 基本概念及研究意义
➢ 工程地质之所以要将岩体的结构特征作为重要研究对象，意义如下： （1）岩体中的结构面是岩体力学强度相对薄弱的部位，它导致岩
体力学性能的不连续性、不均一性和各向异性。只有掌握岩体的结 构特征，才有可能阐明岩体在不同荷载下内部的应力分布和应力分 异状况。
§1.1 基本概念及研究意义