第一章__地壳岩体结构特征的工程地质分析(XXXX版)
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。
岩体的工程地质性质
岩体是在漫长的地质历史中形成与演变过来 的地质体，它被许许多多不同方向、不同规模的 断层面、节理面、裂隙面、层面、不整合面、接 触面等各种地质界面切割为形状不一、大小不等 的各种各样的块体。所以，岩体是指一定工程范 围内，一种或多种岩石中的各种结构面、结构体 的总体。因此，岩体不能以单块岩石为代表，单 块岩石强度较高，但被结构面切割破碎时，其构 成的岩体的强度却较小。所以岩体中结构面的发 育程度，性质及连通程度等，对岩体的工程地质 性质都有很大的影响。
岩体内结构面连通性
结构面的张开度和填充情况
结构面的张开度是指结构面的两壁隔开的距离。 以张开度的大小区分，主要分为：闭合的，微张开 的，张开的，宽张的。 闭合的结构面的力学性质取决于结构面两壁的 岩石性质和结构面粗糙程度。微张的结构面的剪切 强度比张开的结构面大。张开的和宽张的结构面， 其抗剪强度取决于填充物的成分和厚度。填充物为 黏土时比为砂质时强度低；为砂质时比砾质低。
块状结构岩体
层状结构岩体
碎裂结构岩体
散体结构岩体
谢~谢！
结构面的密度
它反映了节理的发育程度和岩体的完整性， 通常以线密度（条/m）或结构面的间距来表示. 节理发育程度分级
分级 节理间距（m） 节理发育程度 岩体完整性 Ⅰ ＞2 不发育 Ⅱ 0.5～2 较发育 Ⅲ 0.1～0.5 发育 Ⅳ ＜0.1 极发育
完整
块状
碎裂
破碎
结构面的连通性（贯通性、延展性） 在一定空间范围内的岩体中，结构面的走向、 倾向方向的连通程度。如图所示：
2.结构体类型 结构体是指岩体中被各类各级结构面切 割并包围的岩石块体及岩石集合体。根据其 外形特征结构体分为柱状、块状、板状、楔 形、菱形和锥形等六种基本形态。
工程地质分析原理总结
⼯程地质分析原理总结第⼀篇区域稳定及岩体稳定分析的⼏个基本问题⼀、地壳岩体结构特征的⼯程地质分析(5分)1、岩体、结构⾯、结构体岩体：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。
结构⾯：指岩体中具有⼀定⽅向、⼒学强度相对较低、两向延伸的地质界⾯或带。
结构体：结构⾯在空间的分布与组合可将岩体分割成形状、⼤⼩不同的块体，称为结构体2、结构⾯的主要类型（按照成因、规模分类）及特征（如何描述结构⾯）按成因：原⽣结构⾯、构造结构⾯、浅表⽣结构⾯按规模：A类（贯通）、B类（显现）、C（隐微）3、岩体的分类：岩体结构分类（哪5类？）；岩体的⼯程分类（考虑三⽅⾯因素？）按结构特征分类：块体状结构、块状结构、层状结构、碎块状结构、散体状结构三⽅⾯因素：⼒学性质、岩体结构、赋存条件4、岩体的变形随深度有何变化特点？剪切或拉裂拉裂与弯曲弯曲弯曲与压扁压扁压扁与流动流动。
⼆、地壳岩体的天然应⼒状态（10分）1、岩体应⼒：天然应⼒和初始应⼒⾃重应⼒:指在重⼒场作⽤下⽣成的应⼒。
σv=γh（µ为岩体的泊松⽐，N。
称为岩体的侧压⼒系数。
）构造应⼒：指岩⽯圈运动在岩体内形成的应⼒。
⼜可分为活动构造应⼒和剩余构造应⼒。
变异及残余应⼒变异应⼒：指岩体的物理、化学变化及岩浆的侵⼊等引起的应⼒。
残余应⼒：承载岩体遭受卸荷或部分卸荷后，岩体中某些组分的膨胀回弹趋势部分地受到其他组分的约束，于是就在岩体结构内形成残余的拉、压应⼒相平衡的应⼒系统感⽣应⼒2、岩体天然应⼒状态类型（1）σx=σy=σv=rh 注：越往地壳的深部，存在静⽔应⼒式的可能性越⼤。
（2）垂直应⼒为主的观点地壳岩体内的应⼒以⾃重应⼒为主，主要存在于地表（3）⽔平应⼒为主的观点地壳岩体内的应⼒主要受构造运动影响，最⼤主应⼒近于⽔平。
3、影响岩体天然应⼒状态的主要因素及其作⽤（1）地区地质条件及岩体所经历的地质历史对岩体天然状态的影响：岩体的岩性及结构特征：决定着岩体的容重和泊松⽐，从⽽影响⾃重应⼒场的特征；统⼀区域构造应⼒作⽤下，岩体内应⼒分布的特征主要取决于岩性、结构特征及其⾮均⼀性；决定着岩体的强度及蠕变特性，因⽽决定了岩体承受及传递应⼒的能⼒。
岩体的工程地质特性
影响岩体稳定的因素有 地形地貌条件 岩性 地质构造 岩体的结构特征 地应力 地下水 建筑物的规模、类型和施工方法等
在多数情况下岩体结构特征可成为控制性因素。
第一节 岩体的结构特征 一、结构面的成因类型 根据成因，结构面分为原生的和次生的两大类。 （一）原生结构面 原生结构面是在岩石成岩过程中形成的，分为以
o
图5-7 不同应力条件下岩体的蠕变曲线
第三节 岩体的天然应力状态
岩体在天然状态下所存在的内在应力称为天然应力或初始应 力，在地质学中，通常又称它为地应力。
一、天然应力的组成图
自重应力 构造应力 变异应力（特殊情况下考虑）
1．自重应力
假定岩体为均匀连续介质基础上计算岩ห้องสมุดไป่ตู้的自重应力
重力场在岩体内任一点上形成相当于上覆岩层重量的垂直应
二、结构面的特征
一般从方位、间距、延续性、粗糙度、侧壁强度、 张开度、充填物、渗流、节理组数、块体大小十 个方面进行研究。
（1）方位：即结构面的产状，表示方法与岩层 产状相同。
（2）间距：指一组结构面的平均间距。 （3）延续性：它是表征结构面延伸长度和展布 范围的指标。
（4）粗糙度：结构面的粗糙程度可用粗糙系数 （JRC）表示。
（5）结构面侧壁强度：它可以反映结构面经受风化的 程度，可用施密特回弹仪或点荷载仪测定结构面侧 壁的强度。
（6）张开度：指结构面两壁间的垂直距离。 我国通常将张开度分成下述四级：
闭合的小于0.2mm； 微张的为0.2～1.0mm； 张开的为1.0～5.0mm； 宽张的大于5.0mm。 （7）充填物：常见的充填物有砂、粘土、角砾、岩屑 及硅质、钙质、石膏质沉淀物。 （8）渗流：
（9）节理组数： （10）块体大小与形状： 软弱夹层是指在坚硬的层状岩层中夹有强度低、泥质
第1章 岩体地质与结构特征分析PPT课件
结构面间距分级表
用线密度来估算岩体质量指标RQD(rock quality designation)
R Q 1D e 0 0 .1 0 kd(0 .1 kd 1 )
岩体质量指标RQD：长度大于10cm的岩心 长度之和与钻孔总进尺的百分比。
RQD长度大 1钻 0c于 m 孔 的总 岩进 心尺 长度 10% 之 0 和
1.原生结构面
沉积结构面是沉积岩在沉积和成岩过程中形成的， 有层理面、软弱夹层、沉积间断面和不整合面等。
岩浆结构面是岩浆侵入及冷凝过程中形成的结构面， 包括岩浆岩体与围岩的接触面、各期岩浆岩之间的接 触面和原生冷凝节理等。
变质结构面在变质过程中形成，残留结构面和重结 晶结构面
2.构造结构面 是岩体在构造应力作用下形成的各种破 裂面，包括断层、节理、劈理和层间错动面等。
思考题
1、岩块与岩体有哪些区别？ 2、试比较土与岩有那些异同点？
第1章 岩体地质与结构特征
§1.2 岩块及其特征
一、岩块的物质组成 岩块 力学性质主要取决于组成岩石的矿物成分及其相对含量
硅酸盐类矿物 粘土矿物 碳酸盐类矿物 氧化物类矿物
二、岩块的结构特征
岩块的结构是指岩石内矿物颗粒的大小、形状、
剪性结构面是剪应力形成的，破裂面两侧岩体产 生相对滑移，如逆断层、平移断层以及多数正断 层等。
特点：连续性好，面较平直，延伸较长并有擦痕 镜面等现象发育。
二、结构面的规模
Ⅰ级 指大断层或区域性断层。控制工程建设地区 的地壳稳定性，直接影响工程岩体稳定性；
Ⅱ级 指延伸长而宽度不大的区域性地质界面。
展过程中，在岩体内形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。
第一二章岩土体结构的工程地质研究、软弱岩石的工程地质研究讲解
(2)间距distance：系指相邻结构面间的垂直距离，通常是指一组结构面的平均间距。它是反映岩体的完整程度和岩块大小的重要指标。
(3)延续性：它是表征结构面延伸长度和展布范围的指标。
(4)粗糙度：结构面的平整光滑程度不同，抗剪强度也不同。结构面的形态有平直的、波状的、锯齿状的、台阶状的和不规则状的几种。结构面的起伏程度可用起伏差及起伏角表示，结构面的粗糙程度可用粗糙度系数(JRC)表示，详见结构面的抗剪强度部分。
岩浆侵人、喷溢及冷凝过程中形成的结构面，如流层、冷凝节理、侵人体与围岩的接触面及岩浆间歇喷溢所形成的软弱接触面等。
（3）变质结构面metamorphicstructure mass
变质结构面可分为残留的变余结构面和变成的重结晶结构面两种。
2．次生结构面epigenetic structure mass
第五节 土结构和构造的工程地质研究
一、粒组划分和土的分类
（一）我国制定的粒组（粒级）划分方案
1990年颁布的国家标准《土的分类标准》（GBJ145—90）中的粒组划分：
(5)结构面侧壁强度：它可以反映结构面经受风化的程度，可用施密特回弹仪或点荷载仪测定节理壁的强度。
(6)张开度：指结构面两壁间的垂直距离。结构面的张开度通常不大，一般小于1mm。
(7)充填物：结构面内常见的充填物有砂、粘土、角砾、岩屑及硅质、钙质、石膏质沉淀物，结构面经胶结后强度会提高，其中以铁或硅质胶结者
一般把切割岩体的这些地质界面称为结构面，这些界面经常是开裂的或易于开裂的，它导致岩体力学性质的不连续性、不均一性及各向异性。
2）结构体structure mass
岩体在工程荷载作用下的变形与破坏，主要受各种结构面性质及其组合关系的控制。因此，研究岩体的工程地质性质，首先必须研究岩体的结构特征。
(完整word版)岩石力学课本
第一章绪论第一节岩体力学与工程实践岩体力学(rockmass mechanics)是力学的一个分支学科，是研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的理论及其实际应用的科学，是一门应用型基础学科。
岩体力学的研究对象是各类岩体，而服务对象则涉及到许多领域和学科。
如水利水电工程、采矿工程、道路交通工程、国防工程、海洋工程、重要工厂(如核电站、大型发电厂及大型钢铁厂等)以及地震地质学、地球物理学和构造地质学等地学学科都应用到岩体力学的理论和方法。
但不同的领域和学科对岩体力学的要求和研究重点是不同的。
概括起来，可分为三个方面：①为各类建筑工程及采矿工程等服务的岩体力学，重点是研究工程活动引起的岩体重分布应力以及在这种应力场作用下工程岩体(如边坡岩体、地基岩体和地下洞室围岩等)的变形和稳定性。
②为掘进、钻井及爆破工程服务的岩体力学，主要是研究岩石的切割和破碎理论以及岩体动力学特性。
③为构造地质学、找矿及地震预报等服务的岩体力学，重点是探索地壳深部岩体的变形与断裂机理，为此需研究高温高压下岩石的变形与破坏规律以及与时间效应有关的流变特征。
以上三方面的研究虽各有侧重点，但对岩石及岩体基本物理力学性质的研究却是共同的。
本书主要是以各类建筑工程和采矿工程为服务对象编写的，因此，也可称为工程岩体力学。
在岩体表面或其内部进行任何工程活动，都必须符合安全、经济和正常运营的原则。
以露天采矿边坡坡角选择为例，坡角选择过陡，会使边坡不稳定，无法正常采矿作业，坡角选择过缓，又会加大其剥采量，增加其采矿成本。
然而，要使岩体工程既安全稳定又经济合理，必须通过准确地预测工程岩体的变形与稳定性、正确的工程设计和良好的施工质量等来保证。
其中，准确地预测岩体在各种应力场作用下的变形与稳定性，进而从岩体力学观点出发，选择相对优良的工程场址，防止重大事故，为合理的工程设计提供岩体力学依据，是工程岩体力学研究的根本目的和任务。
岩体力学的发展是和人类工程实践分不开的。
岩体的组成及工程地质特征
岩体的组成及工程地质特征一、岩体的概念岩体：可能由一种或多种岩石组合，且在形成现实岩体的过程中经受了构造变动、风化作用、卸荷作用等各种内力和外力地质作用的破坏及改造。
工程岩体的分类为：地基岩体、边坡岩体、地下工程围岩。
二、岩体的结构岩体是由岩块或土构成的，岩体的性质取决于岩石或土和结构面的性质。
岩体的结构面结构面的特征是影响结构面强度及其他性能的重要因素。
结构面的产状由走向、倾向和倾角三个要素。
岩体的地质构造（1）地质构造的几种类型（1）不利情况 （2）最不利情况（3）有利情况（岩层走向与边坡垂直） （4）有利情况（岩层倾向与边坡相反）（2）断裂构造①裂隙发育程度分级及对工程的影响①裂隙的分类③断层的组成及类型三、岩体结构特征1.岩体结构类型四、岩体的力学特性（一）岩体的变形特征岩体的变形通常包括结构面变形和结构体变形两个部分。
设计人员所关心的主要是岩体的变形特性。
岩体变形参数是由变形模量或弹性模量来反映的。
不同岩体具有不同的流变特性。
一般有蠕变和松弛两种表现形式。
试验和工程实践表明，岩石和岩体均具有流变性。
特别是软弱岩石、软弱夹层、碎裂及散体结构岩体，其变形的时间效应明显，蠕变特征显著。
（二）岩体的强度性质由于岩体是由结构面和各种形状岩石块体组成的，所以，其强度同时受二者性质的控制。
如当岩体中结构面不发育，呈完整结构时，岩石的强度可视为岩体强度。
如果岩体沿某一结构面产生整体滑动时，则岩体强度完全受结构面强度控制。
四、岩体的工程地质性质结构面的工程地质性质对岩体影响较大的结构面的物理力学性质，主要是结构面的产状、延续性和抗剪强度。
延伸长度为5-10m的平直结构面，对地下工程围岩的稳定就有很大的影响，对边坡的稳定影响一般不大。
结构面的规模是结构面影响工程建设的重要性质。
结构面的规模分为I-V级：①级指大断层或区域性断层，控制工程建设地区的稳定性，直接影响工程岩体稳定性。
Ⅱ、Ⅱ级结构面往往是对工程岩体力学和对岩体破坏方式有控制意义的边界条件，它们的组合往往构成可能滑移岩体的边界面，直接威胁工程安全稳定性。
岩土体工程地质特征
第三篇土的工程地质特征第一章土的工程分类及物质组成第一节土的生成土是由地球外壳坚硬的岩石在风化作用下形成的在原地残留或经过各种不同类型的动力搬运后，在各种自然环境中重新堆积而成的堆积物。
地球外壳（即岩石）的厚度达!"#$"%&，而第四纪沉积层通常厚度仅数米至数百米。
岩石形成之后，在漫长的地质历史中长期暴露于自然环境中，受各种各样的自然力的作用，其物理、化学性质常常会发生改变，这就是岩石的风化。
岩石的风化有以下三种类型：’(物理风化岩石中发生的只改变颗粒的大小与形状，不改变原来的矿物成分的变化称为物理风化。
物理风化一般包括岩石在经受风、霜、雨、雪等自然力的影响下而发生的机械破碎作用，周围环境的温度、湿度发生变化引起的不均匀膨胀与收缩而产生破裂作用等。
)(化学风化岩石与周围环境中的水、氧气和二氧化碳等物质的长时间接触，其内部的化学成分逐渐发生变化，从而导致其组成矿物成分发生改变的过程称为化学风化。
由化学风化而产生的一些新的矿物称为次生矿物。
!(生物风化动物、植物和人类活动对岩石的破坏作用称生物风化。
例如树在岩石缝隙中生长时树根伸展使岩石缝隙扩展开裂，人类开采矿石、建材，修建铁路、公路时开凿隧道等活动形成的土，其矿物成分一般没有变化。
第二节土的工程分类一、土的工程分类的意义土是自然历史的产物，各不同成因和不同堆积年代形成的土的工程性质差别很大，为了*!!第一章土的工程分类及物质组成1##第三篇土的工程地质特征能充分利用不同性质的土特性，使之为工程服务，需要对土进行工程分类。
土的工程分类的具体意义如下：（!）便于工程应用。
将工程性质相近的土归结为一类，并赋予适当的名称后，就可以根据土的名称大致判断土的基本工程特性，还可以结合其他相关因素进行土的工程适宜性评价。
（"）便于理论研究和技术开发。
不同种类的土，需要有不同的研究内容和评价方法，将工程性质迥异的土加以区别后，可以根据土类合理地确定不同土的评价指标和试验方法。
4第一章 岩体的结构类型及其工程地质评价
结构体----岩石
结构面 组成岩体基本单元：结构体+结构面。
结构面
二、结构面特征
1.方位：结构面的产状，空间位置。 2.间距：沿所选择某一测线上相邻结构面间的距离。 3.延续性：结构面展布的范围和大小。 4.粗糙程度：粗糙、平滑和光滑。 5.侧壁的抗压强度：侧壁易受风化，且风化程度在垂直于侧壁的 方向上变化很大。 6.张开度：结构面两壁间的垂直距离。 7.被充填情况：常被外来物质所充填而形成次生充填软弱夹层。 8.渗流：地下水是否渗流及渗流量。 9.结构面组数：决定被切割的岩石块体形状。 10.块体大小：用体积裂隙数表示。
结构体：岩体中被结构面切割而成的岩石块体。
三、岩体的结构类型
划分依据： 岩体完整性、 结构体的形状、 结构面的发育程度、 间距大小
岩体划分类型： 整体块状结构 层状结构 碎裂结构 散状结构
三、岩体的结构类型
➢整体块状结构：结构面稀疏、延续性差、结构体块 度大，整体强度高，抗风化能力强，具有良好的工程 地质性质。
➢层状结构：结构面以层面和不密集的节理为主，多 为闭合到微张开、结合力不强，结构体块度较大。
➢碎裂结构：节理、裂隙发育，常有泥质物质充填， 结合力不强，镶嵌结构岩体工程地质性能尚好，层状 碎裂和碎裂结构则较差。
➢散状结构：节理、裂隙很发育，属于碎石土类。
第一章 岩石与岩体的程地质性质
第四节 岩体的结构类型及其 工程地质评价
岩体：工程影响范围内的岩石综合体。 包含岩层的层理、节理断层、软弱夹层等类结构 面和由结构切割成大小不一、形状各异的岩块所 组成的复合体。
一、结构面 结构面是指岩体中具有一定方向、力学强度相
土建工程项目(地质标准分析内容)
工程地质第一节岩体的特征岩体是岩石受节理、断层、层面及片理面等结构面切割而具有一定结构的、受地下水影响的多裂隙综合体。
岩体和岩石的概念不同，岩石是矿物的集合体，其特征可以用岩块来表征。
岩体可能由一种或多种岩石组合，且在形成现实岩体的过程中，经受了构造变动、风化作用、卸荷作用等各种内外力地质作用的破坏和改造。
建设工程通常将工程影响范围内的岩石综合体称为工程岩体。
工程岩体有地基岩体、边坡岩体和地下工程围岩三类。
地下工程围岩是指地下隧道、竖井、地铁、厂房、储库、车库、车站、商场等地下工程的边壁周围的岩体，简称围岩。
在工程施工和使用过程中’承受工程建筑传来的荷载作用下工程岩体的稳定性，直接关系着施工期间和使用期间工程的安全，关系着工程建设的成功与失败。
一、岩体的结构（一）岩体的构成岩体是由岩石或土受结构面切割的岩块构成的，岩体的性质取决于岩石或土和结构面的性质。
1．岩石(1)岩石的主要矿物。
矿物是存在于地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物。
其中构成岩石的矿物，称为造岩矿物。
组成地壳的岩石，是在一定的地质条件下，由一种或几种矿物自然组合而成的矿物集合体。
矿物的成分、性质及其在各种因素影响下的变化，都会对岩石发生影响。
例如，岩石中的石英含量越多，钻孔的难度就越大，钻头、钻机等消耗量就越多。
关于岩石钻孔，有的行业定额对岩石中石英含量相差10%就会作定额调整。
由于成分和结构的不同，每种矿物都有自己特有的物理性质，物理性质是鉴别矿物的主要依据。
①颜色。
颜色是矿物最明显、最直观的物理性质。
根据成色原因，可分为自色和他色。
自色是矿物本身固有的成分、结构所决定的颜色，具有鉴定意义。
他色是某些透明矿物混有不同杂质或其他原因引起的。
②光泽。
光泽是矿物表面的反光能力，用类比方法常分为四个等级：金属光泽、半金属光泽、金刚光泽及玻璃光泽。
另外，由于矿物表面不平、内部裂纹等，可形成某种独特的光泽，如丝绢光泽、油脂光泽、蜡状光泽、珍珠光泽、土状光泽等。
第1章 地壳岩体结构特征的工程地质分析
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。
本章难点：
（1）结构面成因类型的空间分布特征，岩体结构ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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
§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。
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
节理（X型节理，张节理）
构造 结构 面 断层（正断层，逆断层，走滑断层） 层间错动带，羽状裂隙，破劈理
浅部结构面 浅表 生结 构面
表部结构面
卸荷断裂 重力扩展变形破裂
卸荷裂隙 风化裂隙 风化夹层 泥化夹层 次生夹泥
沉积岩的相可分陆相、海相、海陆过渡相三种基本类型。再根 据岩石建造进一步划分亚类。
岩相是随时间的发展和空间条件的改变而变化的。岩相的变化 可以从横向和纵向两方面来观察。同一岩层在水平方向的相变 反映了，同一时期不同地区的自然地理条件（即沉积环境）的 差异。如海洋沉积物可由滨海相过渡到浅海相，一般依次沉积 砾岩、砂岩、粘土类，石灰岩等，而且所含生物化石也不相同。 在垂直岩层剖面方向上的相变则反映了同一地区但不同时间的 自然地理环境的改变，而自然地理环境的重大改变则往往是地 壳运动的结果。
岩体地质与结构特征
1 kd = d d —间距
4．张开度（e）（mm）
指结构面两壁面间的垂直距离。
5．形 态
可从侧壁的起伏形态及粗糙度两方面描述。 起伏形态—-平直的、波状的、锯齿状、台阶状和不规则状的。 粗糙度—-粗糙系数JRC。
6．充填胶结特征
1）Fe、Si结的结构面强度最低，且抗水性差。 2）就充填物成分来说 以砂质、砾质等粗粒充填的结构面性质最好； 以粘土质（如高岭石、绿泥石、水云母、蒙脱石等）和易溶盐类充填的 结构面性在最差。
2. 沉积岩（又叫水成岩）（sedimentary rock）
层理构造，岩体呈层状结构。
陆源碎屑岩 : 砾岩 砂岩 粉砾岩和泥质岩 他生沉积岩 火山碎屑岩 : 集块岩 火山角砾岩和凝灰岩等 沉积岩 化学沉积岩 : 石灰岩和白云岩类最为常见 自生沉积岩 生物化学沉积岩 :
延伸数十厘米至 20～ 节理、层面、次生 坚硬结构面。 Ⅳ级 30m，宽度为零至数厘 裂隙、小断层、片 米不等，统计结构面。 理、劈理、卸荷裂 隙、风化裂隙等。
连续性差，刚性接触 隐节理、微层面、 硬性（坚硬）结构面。 分布随机，降低岩块强度， Ⅴ级 的细小或隐微裂面， 微裂隙和线理等。 统计结构面。
注：结构面内夹有软弱物质者属于软弱结构面，无充填者则属于坚硬结构面。
是岩块力学性质效应基 础。
三、结构面特征及其对岩体性质的影响
主要就Ⅳ级结构面进行讨论。（数十厘米至20～30m，宽度为0至数厘 米） 1. 产状: 结构面与σ1间的关系控制着岩体的破坏机理与强度）
图2.2 结构面产状对破坏机理的影响示意图 （a）结构面与最大主平面的夹角β为锐角，岩体滑动破坏； （b）当β=0时，横切结构面产生剪断岩体破坏； （c）当β=90°时，平行结构面的劈裂拉张破坏。
工程地质分析原理(教案电子版)
绪论一、工程地质的基本任务人类工程活动地质环境的相互作用研究对象：工程地质条件工程活动的地质环境工程地质学的基本任务：研究人类工程活动与地质环境（工程地质条件）之间的相互作用，以便正确评价、合理利用、有效改造和完善保护地质环境。
二、工程地质分析的基本方法研究对象：工程地质问题：即：人类工程活动与地质环境相互制约的主要形式。
例：区域稳定问题岩土体稳定问题围岩稳定问题地基稳定问题边坡稳定问题变形程度时间效应研究内容：工程地质问题产生的地质条件、形成机制、发展演化趋势研究方法：地质分析、地质模拟分析、试验分析、力学分析第一章地壳岩体结构的工程地质分析1.1 基本概念岩体：指与工程建设有关的那一部分地质体。
它处于一定的地质环境中，被各种结构面所分割。
注意：与岩石、岩块的区别。
结构面：岩体中具有一定方向、力学强度相对（上下岩层）相对较低而延伸（或具一定厚度）的地质界面。
结构体：由结构面分割、围成的岩石块体（相对完整）。
岩体结构：由岩体中含有的不同结构面和结构体在空间的排列分布和组合状态所决定。
（8类）。
为什么要研究岩体结构。
a. 结构面是岩体中力学强度相对较薄弱的部位，导致岩体的不连续性、不均一性和各面异性。
b. 岩体结构特征对岩体的变形、破坏方式和强度特征起重要的控制作用。
c. 在地表的岩体，其结构特征在很大程度上决定了外营力对岩体的改造程程。
风化、地下水等。
1.2 岩体结构的主要类型与特征1.2.1 结构面的主要类型及其特征从成因角度：原生结构面构造结构面表生结构面：层向错动、泥化夹层、表生夹泥1.2.2 岩体结构类型一、岩体分类a. 分类目的和原则目的：对工程地质条件优劣不同的岩体进行分类，便于深入评价岩体的工程地质性质和特征，以达到合理利用和有效治理的目的。
b. 原则①差异性原则：不同类别的岩体的工程地质性质有明显的差异。
②适用性原则：分类体系便于（工程）应用。
③分类指标便于测定原则二、岩体结构类型划分以中科院地质所方案为代表，重点考虑岩体的改造，并应用地质力学观点对岩体结构类型进行详细划分。
工程地质知识点
1、名词：工程地质学：是研究与工程建设有关的地质问题的一门学科。
地质环境：为人类生存与活动进程中地壳表层的地形、地貌、岩土、水、地层构造、矿产资源、地壳稳定性等自然因素的总称。
工程地质条件：是与工程建筑有关的地质条件的总称。
工程地质问题：是指工程地质条件不能满足工程建筑上稳定和安全的要求时，工程建筑物与工程地质条件之间所存在的矛盾。
2、工程地质条件的六大要素是：地层岩性、地质结构与构造、水文地质条件、地表地质作用、地形地貌、天然建筑材料。
3、就土木工程而言，主要的工程地质问题包括：地基稳定性问题、斜坡稳定性问题、洞室稳定性问题和区域稳定性问题。
4、工程地质学的主要任务是：（1）评价工程地质条件，阐明地上和地下建筑工程兴建和运行的有利和不利因素，选定建筑场地和适宜的建筑形式，保证规划、设计、施工、使用、维修顺利进行。
（2）从地质条件与工程建筑相互作用的角度出发，论证和预测发生工程地质问题的可能性、发生的规模和发展趋势。
（3）提出及建议改善、防治或利用有关工程地质条件的措施，加固岩土体和防治地下水的方案。
（4）研究岩体、土体分类和分区及区域性特点。
（5）研究人类工程活动与地质环境之间的相互作用与影响。
一、地球概况1、概念：地壳运动：主要是由于地球内力作用所引起的地壳的机械运动。
2、地壳六大板块：亚欧板块、美洲板块、非洲板块、太平洋板块、印度洋板块、南极洲板块。
3、地壳运动的特征：方向性、普遍性和长期性、运动速度不均一性。
二、矿物与岩石1、概念：矿物:是自然界中的化学元素在一定的物理化学条件下生成的天然物质，具有一定的化学成分和物理性质。
造岩矿物: 组成岩石的主要矿物。
矿物硬度:矿物抵抗外力刻划、压入、研磨的能力。
岩石:是天然生成的，具有一定的结构和构造的矿物集合体。
岩浆岩：由岩浆冷凝、固结所成的岩石，又称火成岩。
沉积岩:是在地表和地表下不太深的地方，由松散堆积物在常温常压的条件下，经过压固、脱水和重结晶作用而形成的岩石。
建设工程技术与计量(土建)知识点
第一章工程地质[掌握]:考点一、岩体的结构岩石的主要矿物——物理性质是鉴别矿物的主要依据。
颜色——矿物最明显、最直观的物理性质——自色(具有鉴定意义)、他色。
光泽——金属光泽、半金属光泽、金刚光泽、玻璃光泽。
硬度——10个标准等级(滑石——金刚石)岩石成因类型及其特征岩浆岩(火成岩)——ü侵入岩•深成岩——深度大于5km——致密坚硬, 孔隙率小, 透水性弱, 抗水性强, 故其常被选为理想的建筑基础——花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩•浅成岩——深度小于5km——颗粒细小, 岩石强度高, 不易风化, 岩性不均一, 节理裂隙发育, 岩石破碎, 风化蚀变严重, 透水性增大——花岗斑岩、闪长玢岩、辉绿岩、脉岩。
ü喷出岩——产状不规则, 厚度变化大, 岩性很不均一, 比侵入岩强度低,透水性强, 抗风能力差——流纹岩、粗面岩、安山岩、玄武岩、火山碎屑岩。
沉积岩(水成岩)——经风化、搬运、沉积和成岩等一系列地质作用而形成的层状岩石。
如碎屑岩(如砾岩、砂岩、粉砂岩)、黏土岩(如泥岩、页岩)、化学岩及生物化学岩类(如石灰岩、白云岩、泥灰岩)等。
变质岩——原有的岩浆岩或沉积岩, 由于地壳运动和岩浆活动等造成物理化学环境的改变, 使原来岩石的成分、结构和构造发生一系列变化所形成的新的岩石。
如大理岩、石英岩等。
土 xz——颗粒(固相)、水溶液(液相)、气(气相)单粒结构——碎石(卵石)、砾石类土和砂土等无黏性土的基本结构形式, 其对土的工程性质影响主要在于其松密程度。
集合体结构——黏性土所特有。
黏性土组成颗粒细小, 表面能大, 颗粒带电, 沉积过程中粒间引力大于重力, 并形成结合水膜连接, 使之在水中不能以单个颗粒沉积下来, 而是凝聚成较复杂的集合体进行沉积。
土的分类•有机含量——无机土、有机质土、泥炭质土和泥炭•颗粒级配和塑性指数——碎石土: 粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土砂土: 粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50%, 且粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重50%的土;粉土：粒径大于0.075的颗粒不超过全重50%, 且塑性指数小于或等于10的土。
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•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；
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
§1.1 基本概念及研究意义
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。
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
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
§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）
§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
地 形 高 度 （） 地 壳 厚 度 （）
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
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）
§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。
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。
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
续表1-1
§1.2 岩体结构特征及主要类型
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。
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。
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。
§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。
（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。
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