岩体结构,岩土工程地大-教材讲义资料
岩土基本知识—认识地质构造与地貌(工程岩土课件)
岩层是由两个平行或近于平行的界面所限制的同一岩性组成要素。
2. 岩层产状
岩层产状是指岩层的空间位置。包括岩层的走向、倾向、倾角。 称产状三要素。
走向：指岩层层面与水平面交线的方位角，其表示岩层在空间延
伸的方向.
注意：这里强调两端所指的方向，因此走向的方位角有２个，
碎或形成构造角砾岩带；地下水多聚积在褶皱核部，要注意岩层的坍
落、漏水及涌水问题。
2）在褶皱翼部布置建筑工程时，如果开挖边坡的走向近于平行岩层 走向，且边坡倾向与岩层倾向一致，边坡坡角大于岩层倾角，则容易 造成顺层滑动现象。在褶皱两翼形成倾斜岩层容易造成顺层滑动，特 别是当岩层倾向与临空面坡向一致且岩层倾角小于坡角，或当岩层中 有软弱夹层，如有云母片岩、滑石片岩等软弱岩层存在时应慎重对待。
四川盆地:在四川省东部，是典型的山间盆地。内部丘陵， 低山多，海拔多在500米左右。盆地在形成的过程中，周围 山地，高原的细沙和泥土被流水冲积到盆底，含铁、磷、钾 的物质经过氧化变成紫红色，所以又称“紫色盆地”。
平原
是地势低平坦荡、面积辽阔广大的陆地。根据平原的高度，把海拔0-200米的称 为低平原，如我国东北、华北、长江中下游平原。把海拔高于200米的称为高平 原，如我国成都平原。
褶皱构造中岩石的每一个弯曲(一个完整的波形)都称为一个褶曲。
褶 核部 位于褶曲中央最内部的一个岩层，是褶曲的中心部分
曲 的 组
翼
位于核部两侧，向不同方 向倾斜的部分.
成 轴面 从褶曲顶平分两翼的面. 要
素
轴
轴面与水平面的交线；轴的方 位，表示褶曲的方位；轴的长
度，表示褶曲延伸的规模.
2. 褶皱的分类 背斜 岩层向上拱起，经风化、剥蚀后露出地面的地层，向两侧成对称出现，自核部向翼 部岩层时代依次由老到新，新地层在两侧，即两翼岩层常相背向外倾斜的称背斜。 向斜 岩层向下弯曲形成槽型褶皱，自核部向翼部岩层时代依次由新到老，两翼岩层常相 对向内倾斜的称为向斜。
工程地质学第六章岩体的工程地质性质及岩体工程分类
2020/5/30
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工程地质学概论:第六章 岩体的工程地质性质及岩体工程分类
(二)力学成因类型
1、张性结构面是由拉应力形成的，如羽毛状张裂面、纵张 及横张破裂面、岩浆岩中的冷凝节理等
• 特点：张开度大、连续性差、形态不规则、面粗糙，起 伏度大及破碎带较宽,易被充填,常含水丰富，导水性强
岩脉受构造结构 面控制，而原生 节理受岩体接触 面控制
产状与岩层或构 造方向一致
产状与构造线呈 一定关系，层间 错动与岩层一致
受地形及原结构 面控制
主要特征 分布
性质
工程地质评价
海相岩层中此类结构 面分布稳定，陆相岩 层中呈交错状，易尖 灭
层面、软弱夹层等结构面较为平整； 不整合面及沉积间断面多由碎屑泥 质物构成，且不平整
2、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Байду номын сангаас。
• 特点：连续性好，面较平直，延伸较长并有擦痕镜面等 。
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工程地质学概论:第六章 岩体的工程地质性质及岩体工程分类
二、结构面特征及其对岩体力学性质的影响
1、结构面产状
• 走向、倾向、倾角 • 结构面与最大主应力间的关系控制着岩体的破坏机理与强度。如图，当
(一)地质成因类型 • 原生结构面 • 构造结构面 • 次生结构面 (二)力学成因类型 • 张性结构面 • 剪性结构面
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中国地质大学工程学院
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工程地质学概论:第六章 岩体的工程地质性质及岩体工程分类
岩体结构面的类型及其特征
岩体结构,岩土工程 地大-教材讲义
研究岩体结构的意义
• 岩体在自然界中经受过多次变形和破坏， 要评价其在环境改变或工程条件下产生 再变形与再破坏的规律，而地下工程施 工过程基本上是一个卸载过程，因此， 研究岩体结构对评价模型建立及计算方 案选择具有重要意义。
• 具体表现在： • 第一，可以使我们充分认识岩体结构对稳定性的 控制作用，既要重视对结构面的研究，又要重视 对其物质组成(工程地质单元)的研究； • 第二，对判断工程地质作用机制具有指导意义， 不同结构的岩体其变形破坏机制是不同的，如分 析岩体变形时首先应根据岩体结构特征分析其是 材料变形为主，还是以结构变形为主，对材料变 形应该选用何种介质模型(弹性、弹塑性、粘弹 性还是粘弹塑性)，对结构变形应采用什么结构 模型。
• 岩体结构单元 结构面 • • 结构体 • 坚硬结构面(干净的) 软弱结构面(夹泥的，夹层) 块状结构体(短轴的) 板状结构体(长厚比大于15)
结构面
• 岩体与一般材料的重大差别在于它是结构面 纵横切割、具有一定结构的多裂隙体。岩体 内的结构面及它控制下形成的岩体结构控制 着岩体的变形、破坏机制及力学法则。
• 泥化夹层：含泥质的软弱夹层。它多分布 在上下相对坚硬而中间相对软弱、刚柔相 向的岩层组合条件下。在构造运动作用下， 产生层间错动、岩层破碎及结构改组等。
泥化夹层的特征
• • • • • • 泥质散状结构或泥质定向结构 粘粒含量增多 含水量接近或超过塑限,密度变小 膨胀性 力学强度降低,压缩性增大 容易产生渗透变形
• 结构面是指岩体内开裂的和易开裂的地质界面。 被结构面切割成的岩块称为结构体。结构面和结 构体均是具有一定的地质实体特征的概念术语， 它们与几何学上的面和体不完全相同。结构面常 充填有一定的物质、具有一定的厚度，
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。
工程地质学课件 02岩体结构控制论
软弱结构面 较大的断层
软弱结构面
小断层、层间错 动带
①参与块裂岩体切割；② 划分Ⅱ级岩体结构类型的 重要依据；③构成次级地 应力场边界
①划分岩体Ⅱ级岩体结构 类型的重要依据；②是岩 体力学性质、结构效应的 基础；③有的为次级地应 力场边界
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表生 结构面
卸荷裂隙，风化裂隙， 风化夹层，泥化夹层， 层面及裂隙夹泥
在地表部位发育，延续性不强，产 状变化大，结构面常有泥质物充填
第二章 岩体结构控制论
2.2.1 结构面的类型及特征 1）结构面成因类型和特征（力学成因类型）
剪性结构面：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。
③变质岩大多形成于高温高压下，其物质成分和结构 均发生剧烈变化，往往产生软弱的岩层与岩组。
如千枚岩、绿泥石片岩、石墨片岩等；
第二章 岩体结构控制论
2.2.3 岩石的成层条件及其厚度变化
对沉积岩及负变质岩，岩石成层特点直接关系到岩体 介质的连续性与各向异性：
①沉积岩，应特别重视滨海及河湖相岩层，其厚度往 往特别大。
均一性与各向异性：
①沉积岩成岩环境复杂，形成过程差别很大，由此决 定岩性、岩相变化与层厚；
②岩浆岩成因类型同样复杂，岩性岩相随之变化。 要特别注意岩浆分异及其岩性岩相分带、岩脉的分布 及其接触带。
第二章 岩体结构控制论
火山岩分布很广，成因类型不同，其岩性岩相变化显 著，岩石组合更为复杂。
海底喷发的火山岩类型，它往往与海底沉积岩交互产 生，构成不利的岩石组合，形成较差的工程地质条件。
物性质，岩体往往易于沿这种结构面滑移而失稳。
工程地质 岩体结构
• 本构方程 岩体变形与岩石性质、岩体结构、地应力 及温度、湿度等的关系称为本构关系，可以写作下列 表达式： 岩体变形＝F（岩石、 岩体结构、压力、温度、 时间）这种本构关系的数学表达式称为本构方程。这 个方程式的前两项为岩体的实体，第三、四项为岩体 赋存环境，最后一项表征变形过程。 • 岩体结构对岩体变形的控制 岩体的变形主要决定于结构面发育状况 ；结构面发 育特征不仅控制变形量的大小而且控制变形性质及变 形过程。块裂结构岩体变形主要沿贯通性结构面滑移 形成 ；碎裂结构岩体变形则由；碎裂结构岩体变形 则由Ⅲ、Ⅳ级结构面滑移及部分岩块变形构成；只有 完整岩体的变形才受控于组成岩体的岩石变形特征。
3、结构面的光滑度或粗糙度
• 根据结构面的光滑度或粗糙度，可将结构 面分为：极粗糙、粗糙、一般、光滑、镜 面五个等级。结构面越粗糙，其抗剪强度 的摩擦系数(φ值)越大。
4、结构面的结合状态及充填物
紧闭型结构面一般干净无充填物，两壁结合紧密， 结构面的抗剪强度取决于结构面的形态、起伏差、 粗糙度以及两壁岩石性质。 闭合型结构面内一般具有泥质、铁质薄膜等，其抗 剪强度不仅取决于形态和两壁岩石性质，而且还取 决于薄膜的物质成分和亲水性。 张开型结构面，以两壁张开的程度可分为微张开的 (0.2~1.0mm)、张开的(1.0～5.0mm)、宽张 开的(>5.0mm)。微张开的结构面两壁岩石常有多 处保持点接触，其抗剪强度比张开的结构面大。而 张开的和宽张开的结构面，其抗剪强度则主要取决 于充填物的成分和厚度，如当充填物为粘土时，其 抗剪强度比充填物为砂、岩屑时的低。
二、岩体结构控制论的基本思想
层次一：基础理论 层次二：应用
岩体结构控制论是岩体力学基础理论
3.2
• 问题：
土木工程概论《岩土与地下工程》课件 (一)
土木工程概论《岩土与地下工程》课件 (一)《岩土与地下工程》是土木工程领域中的一个专业方向，它主要关注的是地下土体的力学性质和不同地质条件下的设计与施工方案。
在这个领域中，土木工程师需要涵盖多种知识，如土壤力学、地下水力学、撑墙技术和地下开挖等。
近年来，随着科技的发展，课件作为一种新型的学习方式，逐渐得到了广泛的应用。
《岩土与地下工程》课件是一种专业教材，它由多种资料和知识点组成，通过课件的呈现，可以帮助学生更好地理解和掌握岩土工程学习内容。
下面，我将就《岩土与地下工程》课件的内容、结构和优点等方面进行分析。
一、课件的内容《岩土与地下工程》课件主要涵盖了以下内容：1. 土壤力学——介绍了土壤的分类、力学指标、孔隙水压力分布、应力路径及主应变曲线等相关知识；2. 岩石力学——讲解了岩石材料的分类、强度、破裂特性及力学模型等基础知识；3. 地下水力学——介绍了地下水流的形成机理、渗透率、渗透压及水头线等概念；4. 地下结构——讲解了地下结构的构造分类、设计原则及承受能力等相关知识；5. 基础工程——涵盖了常见基础类型、基础设计计算方法、主要结构材料及基础施工流程。
二、课件的结构《岩土与地下工程》课件的结构可以分为导入、基础知识、应用案例三个部分。
1. 导入——主要通过简单的文字、图表或案例，引导学生了解本章节所涵盖的内容；2. 基础知识——涵盖了该领域所涉及的基本概念、计算公式及理论等部分，并通过形式多样、生动有趣的方式，使学生更好地理解掌握；3. 应用案例——结合当今实际工程的案例，让学生了解该领域的实际应用，增强对课程的兴趣和理解度。
三、课件的优点《岩土与地下工程》课件采用了多媒体、交互式、生动有趣的教学方式，具有以下几个优点：1. 信息全面——通过多样化的图片、视频、解析和案例探讲，可以全面了解到该领域的各个方面知识点，且每个部分涵盖的知识点系统全面；2. 灵活性——课件作为一种新型的教学方式，具有很强的灵活性，学生不再被传统教材的单一性所限制，可以根据自己的学习习惯和需要自由选择学习路径和深度；3. 互动性——课件通过交互式教学方式，学生可以在教材中任意地与知识互动，让学生更加积极主动地获取知识；4. 可复用性——课件为可复用的教学资源，可以随时随地进行课程补充、重讲等操作。
岩土工程50讲
岩土工程50讲1. 岩土工程概论2. 岩土工程中的土力学基础3. 岩土工程中的岩石力学基础4. 岩土工程中的水文地质学基础5. 岩土工程中的地下水流动和渗透问题6. 岩土工程中的地震动力学基础7. 岩土工程中的振动理论及其应用8. 岩土工程中的土质地基基础9. 岩土工程中的岩石地基基础10. 岩土工程中的地下结构基础11. 岩土工程中的边坡稳定分析12. 岩土工程中的隧道和地铁工程13. 岩土工程中的基坑支护与降水14. 岩土工程中的地下水压力及其防治15. 岩土工程中的软土地基处理技术16. 岩土工程中的深基坑施工技术17. 岩土工程中的地震灾害防治技术18. 岩土工程中的地下空间利用技术19. 岩土工程中的抗震设计与加固技术20. 岩土工程中的大坝工程21. 岩土工程中的隧道灌浆技术22. 岩土工程中的沉降观测与分析23. 岩土工程中的地下水位控制技术24. 岩土工程中的土石方工程25. 岩土工程中的岩土爆破技术26. 岩土工程中的岩土锚固技术27. 岩土工程中的地震动力学分析软件28. 岩土工程中的环境土力学问题29. 岩土工程中的隧道通风与烟气控制技术30. 岩土工程中的地下水污染与治理技术31. 岩土工程中的地下工程施工管理32. 岩土工程中的高速公路路基工程33. 岩土工程中的港口码头工程34. 岩土工程中的地下管道工程35. 岩土工程中的沉降补偿技术36. 岩土工程中的地下障碍物处理技术37. 岩土工程中的地下仓库与地下车库38. 岩土工程中的地下垃圾填埋场39. 岩土工程中的地下水库与水源工程40. 岩土工程中的地下电站与地热工程41. 岩土工程中的地下城市与地下文化遗产保护42. 岩土工程中的海底隧道工程43. 岩土工程中的水下工程44. 岩土工程中的环境地质与地质灾害45. 岩土工程中的岩土工程实验与测试技术46. 岩土工程中的岩土工程设计与施工规范47. 岩土工程中的岩土工程案例分析48. 岩土工程中的岩土工程创新与发展趋势49. 岩土工程中的岩土工程安全与风险管理50. 岩土工程中的岩土工程未来发展展望。
【PPT】岩体地质与结构特征讲解共52页文档
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯Байду номын сангаас10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
【PPT】岩体地质与结构特征讲解
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
Thank you
第十九章第四节知识资料岩体结构和稳定分析
第四节岩体结构和稳定分析岩体是指由各种岩石块体所组成的天然地质体。
它通常具有不延续性、非匀称性和各向异性的特点。
普通将与工程有关的岩体叫工程岩体，其中组成岩体的岩块称为结构体，将岩体分割成岩块的不延续界面称为结构面，结构面和结构体的组合关系称为岩体结构，其组合类型称为岩体结构类型。
一、岩体结构面和结构体的类型和特征（一）结构面的类型和特征结构面是指各种不同成因、不同特性的地质界面，如层面、节理裂隙面、断层面、不整合接触面及刚强夹层等，使岩体成为一种不延续介质。
结构面是控制岩体工程地质性能的重要因素。
1．结构面的类型按成因，结构面可分为原生结构面、构造结构面和次生结构面三大类。
（1）原生结构面原生结构面是指在成岩阶段形成的结构面，可分为沉积、火成和变质结构面三种类型。
①沉积结构面：在沉积岩成岩过程中形成的各种地质界面，如层理面、沉积间断面（假整合、角度不整合）及原生刚强夹层等。
②火成结构面：岩浆侵入、喷溢、冷凝所形成的各种结构面，包括火成岩中的流层、流线、原生节理、侵入体与围岩的接触面及刚强接触面等。
③变质结构面：是指变质岩形成时产生的结构面，如片麻理、片理、板理等。
(2)构造结构面在构造应力作用下在岩体中形成的破碎面或破碎带称为构造结构面，其中包括劈理、节理、断层和层间错动带等。
(3)次生结构面次生结构面是地表浅层的岩体经风化、卸荷及地下水等作用下形成的结构面，如风化裂隙、卸荷裂隙和泥化夹层、爆破碎隙等。
2.结构面的特征结构面的特征包括结构面的规模、形态、结构面的间距、连通性、方位、张开度及胶结充填情况等。
（1）结构面的规模第1 页/共10 页中国科学院地质研究所将结构面的规模分为五级，直接影响工程区域稳定性的区域断裂破碎带属于一级结构面，普通在计划选点时，应尽量避免。
二级结构面是指延展性较好，贯通囫囵工程地区或在一定范围内切断囫囵岩体的结构面，如断层、层间错动带、刚强夹层、沉积间断面、大型接触破碎带等的分布和组合，控制了山体及工程岩体的破坏方式及滑动边界。
《岩体力学和土力学》复习讲义
第一讲岩石的基本物理力学性质一、内容提要：本讲主要讲述岩石的物理力学性能等指标及其试验方法，岩石的强度特性。
二、重点、难点：岩石的强度特性，对岩石的物理力学性能等指标及其试验方法作一般了解。
一、概述岩体力学是研究岩石和岩体力学性能的理论和应用的科学，是探讨岩石和岩体对其周围物理环境(力场)的变化作出反应的一门力学分支。
所谓的岩石是指由矿物和岩屑在长期的地质作用下，按一定规律聚集而成的自然体。
由于成因的不同，岩石可分成火成岩、沉积岩、变质岩三大类。
岩体是指在一定工程范围内的自然地质体。
通常认为岩体是由岩石和结构面组成。
所谓的结构面是指没有或者具有极低抗拉强度的力学不连续面，它包括一切地质分离面。
这些地质分离面大到延伸几公里的断层，小到岩石矿物中的片理和解理等。
从结构面的力学来看，它往往是岩体中相对比较薄弱的环节。
因此，结构面的力学特性在一定的条件下将控制岩体的力学特性，控制岩体的强度和变形。
【例题1】岩石按其成因可分为( )三大类。
A. 火成岩、沉积岩、变质岩B. 花岗岩、砂页岩、片麻岩C. 火成岩、深成岩、浅成岩D. 坚硬岩、硬岩、软岩答案：A【例题2】片麻岩属于( )。
A. 火成岩B. 沉积岩C. 变质岩答案：C【例题3】在一定的条件下控制岩体的力学特性，控制岩体的强度和变形的是( )。
A. 岩石的种类B. 岩石的矿物组成C. 结构面的力学特性D. 岩石的体积大小答案：C二、岩石的基本物理力学性质及其试验方法(一)岩石的质量指标与岩石的质量有关的指标是岩石的最基本的，也是在岩石工程中最常用的指标。
1 岩石的颗粒密度(原称为比重)岩石的颗粒密度是指岩石的固体物质的质量与其体积之比值。
岩石颗粒密度通常采用比重瓶法来求得。
其试验方法见相关的国家标准。
岩石颗粒密度可按下式计算2 岩石的块体密度岩石的块体密度是指单位体积岩块的质量。
按照岩块含水率的不同，可分成干密度、饱和密度和湿密度。
(1)岩石的干密度岩石的干密度通常是指在烘干状态下岩块单位体积的质量。
岩土工程课件
载，．因此，极限承载力可近似由式(4—44)和式(4—49)
叠加得
pu
cNc
qNq
1 2
bN
pu
cNc
qNq
1 2
bN
式中 Nc , Nq , N ——承载力系数，分别查表或由以下各 式确定：
Nq
exp
tan
tan
2
45
2
Nc Nq 1 cot
Nr 2 Nq 1 tan
黄土(loessal soil)：
公式表示，对于无粘性土， f 之间关系则是通过原
点的一条直线。
【例题3-1】一组饱和粘性土 试样在三轴仪中进行固结不
排水试验，整理试验结果得有效内摩擦角'
=24°，c'=80kPa。其中对一个试样施加的周
围压力3 =200kPa，试样破坏时的主应力差 1 - 3 =280kPa，测得的孔隙水压力
在荷载作用下，透水性大的饱和无粘性土，其压缩过 程在短时间内就可以结束。相反，粘性土的透水性低，饱 和粘性土中的水分只能慢慢排出，因此其压缩稳定所需的 时间要比砂土长得多。土的压缩随时间而增长的过程，称 为土的固结，对于饱和粘性土来说，土的固结问题是十分 重要的。
土的固结
天然土层在历史上所经受过的包括自重压力和其他荷 载作用形成的最大竖向有效固结压力，称为先期（前期） 固结压力，常用pc表示。
f tan
以后又提出了适合 粘性土的更普遍的形式
f c tan
由库伦公式可以看出，无粘性土的抗剪强度与剪切面 上的法向应力成正比，其本质是由于颗粒之间的滑动摩擦 以及”凹凸面间的镶嵌作用所产生的摩阻力，其大小决定 于颗粒表面的粗糙度、密实度、土颗粒的大小以及颗粒级 配等因素。粘性土的抗剪强度由两部分组成：
岩土工程培训资料
岩土工程培训资料岩土工程是土木工程中的一个重要分支，它研究土壤和岩石的力学性质以及它们与工程结构之间的相互作用。
对于从事土木工程的专业人士来说，掌握岩土工程的基本理论和实践技能是非常重要的。
本篇文章将为你提供一些岩土工程培训资料，帮助你更好地了解和应用岩土工程知识。
一、岩土工程概述岩土工程是一门研究土壤和岩石力学性质及其在工程中的应用的学科。
它涉及到土壤和岩石的力学、水文、地质、结构和环境等多个学科的知识。
岩土工程的主要任务是研究和解决土壤和岩石在工程中的稳定性、承载力、变形和渗透性等问题。
二、岩土工程的基本原理1. 土壤力学原理：土壤力学是岩土工程的基础，它研究土壤的力学性质和变形规律。
土壤的力学性质包括土壤的强度、压缩性、液态和塑性等。
了解土壤的力学性质对于评估土壤的稳定性和承载力至关重要。
2. 岩石力学原理：岩石力学是研究岩石的力学性质和变形规律的学科。
岩石的力学性质包括岩石的强度、弹性模量、抗剪强度等。
了解岩石的力学性质对于评估岩石的稳定性和承载力至关重要。
3. 岩土工程结构相互作用原理：岩土工程结构相互作用是指土壤和岩石与工程结构之间的相互作用关系。
在岩土工程中，土壤和岩石作为工程结构的基础或支撑体，其稳定性和承载力对工程结构的安全性和可靠性有着重要影响。
三、岩土工程的应用领域岩土工程广泛应用于各个领域的土木工程项目中，包括建筑工程、交通工程、水利工程、能源工程等。
以下是一些常见的岩土工程应用领域：1. 土壤基础工程：土壤基础工程是指在建筑工程中对土壤进行处理和加固，以提高地基的稳定性和承载力。
常见的土壤基础工程包括地基处理、地基加固和地基改良等。
2. 岩石工程：岩石工程是指在建筑工程中对岩石进行处理和加固，以提高岩石的稳定性和承载力。
常见的岩石工程包括岩石爆破、岩石锚固和岩石加固等。
3. 边坡工程：边坡工程是指在山区或河流附近对边坡进行处理和加固，以防止边坡滑坡和崩塌。
常见的边坡工程包括边坡加固、边坡防护和边坡监测等。
岩土工程讲义
西南交通大学本科课程《岩土工程》教案简稿土木工程学院：邓荣贵2011年1. 前言1.1岩土工程概念（1）岩土工程的概念包含的意义：1）土木工程的一个分支，一门技术性边缘学科；2）以水文地质学、工程地质学、岩体力学、土力学、材料力学、弹行力学、塑性力学、断裂力学、结构力学、建筑材料、钢筋混凝土结构学、地基基础工程学和力学试验分析等为理论与技术基础；3）解决与岩土体有关的工程技术问题，服务于工程建设和使用过程中的勘察与论证、设计与施工（监理）、监测与检测、营运维护与病害处理、加固与更新等。
（2）岩土工程的服务领域1）工业与民用建筑和市政工程；2）交通运输工程；3）水利水电与能源工程；4）环境保护与地质灾害防治；5）其它。
1.2岩土工程工作的特点1）工作对象的复杂性；2）工作成果的不可预见性；3）工作失误的难以弥补性；4）工作失误的严重性。
1.3岩土工程涉及的具体工程问题1）土地利用的可行性研究；2）工程勘察设计；3）地基基础方案经济技术比较；4）地基、边坡与隧道围岩的利用与处理；5）海岸场地评价及方案设计；6）环境工程；7）地基土改良；8）监测和检测；9）工程抗震及地震工程等。
1.4岩土工程建立的背景（1）国际背景（2）国内背景1）人口增加、耕地减少；2）各种工程规模越来越大；3）可选择场地地质条件变得复杂；4）因岩土工程工作不到位造成的工程事故占总事故的70％以上；5）技术经济发展的需要。
1.5岩土工程专业（学科）在土木工程中的地位与作用（1）是土木工程的基础（2）是地质类学科与上部结构类学科的“桥梁”（3）不懂得岩土工程，不可能成为一名优秀的土木工程师（4）岩土工程典型事例。
参考书1、参考教材：《岩土工程》，汤康民主编，武汉工业出版社；2、参考书：（1）《岩土工程勘察设计手册》；（2）《岩土工程试验监测手册》；（3）《岩土工程治理手册》；（4）《岩土工程监理手册》；（5）《国内外岩土工程案例分析》。
岩土工程课件
裂隙水
存在于岩石裂隙中的地下 水，其性质与潜水相似， 但受裂隙发育程度和岩石 性质等因素影响较大。
03 岩土工程设计原理
CHAPTER
岩土工程设计原则
01
02
03
04
安全性
确保设计能够承受可能出现的 荷载和应力，避免结构破坏和
失稳。
可靠性
考虑岩土工程的不确定性和风 险，采用概率论和数理统计方
法进行设计。
由火成岩或沉积岩经过高温、高压等 作用变质形成，包括大理岩、片麻岩 等。其性质介于火成岩和沉积岩之间 。
沉积岩
由风化剥蚀、水流冲刷等作用形成的 沉积物固结而成，包括石灰岩、砂岩 等。其性质包括松散、易风化等特点 。
土壤分类与性质
01
02
03
砂土
主要由砂粒组成，具有较 高的渗透性和压缩性，承 载力较低。
加强教学管理，确保教学质量和效果。
考核与评价
考核方式
采用多种考核方式，如 考试、课程设计、实验 报告等，全面评价学生 的学习成果。
评价标准
制定科学的评价标准， 包括知识掌握程度、实 践能力、创新能力等方 面。
反馈与改进
及时反馈学生的学习情 况，针对存在的问题进 行改进和优化。
谢谢
THANKS
基坑开挖监测
在基坑开挖过程中，通过监测地表沉降、水平位 移等参数，确保基坑稳定和周边环境安全。
边坡稳定性监测
对边坡进行表面变形、内部变形和应力应变监测 ，评估边坡稳定性和潜在滑坡风险。
地下工程检测
对地下洞室、隧道等工程进行地质雷达、超声波 检测等无损检测方法，确保工程质量和安全。
岩土工程监测与检测技术发展趋势
采用概率论和数理统计方法，考虑荷载和岩土性质的不确定性，进 行结构设计。
土木工程概论《岩土与地下工程》
⑶ 结构 形式：
地下建筑物可以构 筑成隧道形式，也 可以和地面房屋相 似，在平面布局上 采用棋盘式和房间 式的布置，并可建 成多层多跨的框架 结构。
平顶直墙式隧道
北京天外天地下商场主要采用：五连拱多跨梁柱结构施工方法， 双层导洞转向技术。平顶直墙田字型开挖施工技术；暗挖拱型结 构与明挖框架结构连接结构施工技术。
——日本60年代建造地下工程总量近1亿立方米，70年代 为3亿立方米。 ——法国巴黎地下交通规划为上下两层。 ——美国已建成4000多座人防指挥所。
——瑞典建成埋在地下210m深的地下岩石中的热水库。
我国自50年代初开始，修建了大量的防空地下建筑工程。 这些工程可作为地下餐厅、商店、医院等。战争时期则可 改建为人防指挥所和民房掩蔽所。
中国铁路瓦斯含量最高的长大隧道： 家竹箐隧道,位于南昆铁路
著名铁路隧道
狮球岭隧道
是中国最早建成的铁路隧道，位于台湾省 基隆经台北至新竹窄轨铁路的基隆与七堵之间， 全长261米。隧道于1887年从南北两端同时开 工。
八达岭隧道
是中国自行设计和施工的第一座越岭隧 道，位于（北）京包（头）铁路青龙桥车站附 近。这座单线隧道全长1091米，由我国杰出的 工程师詹天佑亲自规划督造，1907年开工，在 中国技术人员和工人的努力下，仅用18个月， 于1908年竣工。
• 钻眼爆破法（适用于硬 岩中开挖隧道）
• 盾构法：盾构为一钢 制圆筒，周边设置千 斤顶推向前方。
• 顶管法
• 沉管法：多用于水底 隧道。
顶管法施工示意图
庞大的隧道施工设备
黄浦江人行隧道:为我国第一条越江人行隧道，建于浦西南京路外滩与 浦东陆家嘴东方明珠塔之间，隧道内径6.67米，全长646.7米。
课件-工程地质与岩土力学
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考试题型分析
一、填空题 二、选择题 三、名词解释 四、问答题 五、计算题
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第三章 土的物理性质和工程分类
学习指导 一、重点掌握 1、土的物理性质指标的含义； 2、对密度、比重及含水量三个实测指标要重点理解； 3、对各指标的计算方法及指标之间的换算要搞清楚； 4、掌握无粘土及粘性土的状态指标及应用。
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7.土的压缩指标有（压缩系数）、（压缩指数）和（压缩模量）三种。 8. 岩石（体）的力学性质包括的岩石（破坏形式）、（强度）、（变形性质）及岩石的破坏准则。 9.土压力有（静止土压力）、（主动土压力）和（被动土压力）三种类型。 10.地震导致砂土液化的危害主要有（基础沉降和不均匀沉降）、（大面积喷水冒砂）、（地基承载力丧失）和岩土体失稳四个方面。
二、一般了解 区域稳定性的概念；区域稳定性的分析方法，区域稳定性的分级分区评价。
第5讲-岩体结构与结构面性质
次生结构面 是岩体形成后 在外营力作用下产生的结构 面，包括卸荷裂隙、风化裂 隙、次生夹泥层和泥化夹层 等。
第十页，编辑于星期三：七点 十四分。
（2）力学成因类型
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。
张性结构面是由拉应力形成的， 如粘土岩失水收缩节理、岩浆岩 中的冷凝节理等。
、沉积间断面和不整合面等。
第四页，编辑于星期三：七点 十四分。
火成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（如 ：流层、流线、火山岩流接触面、蚀变带、原生节理等）。
第五页，编辑于星期三：七点 十四分。
第六页，编辑于星期三：七点 十四分。
第三十八页，编辑于星期三：七点 十四分。
（2）剪切变形方程
1975，卡尔哈维（Kalhaway)提出：
t m nt
式中：m=1/k0,
k0:初始剪切刚度 n=1/τ0,
τ0－产生较大剪切位移时的
剪应力渐近值
第三十九页，编辑于星期三：七点 十四分。
（3）剪切刚度Kt
剪切刚度：
Kt
1974年Goodman提出：
标准粗糙度剖面见右图。
第三十二页，编辑于星期三：七点 十四分。
二、结构面的力学性质
为何要 研究结 构面的 力学性 质？
1 引起工程岩体失稳破坏 2 控制岩体变形 3 控制地下水渗透 4 影响岩体中应力分布
第三十三页，编辑于星期三：七点 十四分。
1、法向变形与法向刚度
（1）法向变形特征 ①曲线形状，先凹，后陡；归结为接触微 凸体的弹性变形、压碎、间接拉裂隙产生 、新的接触点和面的增加。 ②初始阶段，结构面变形为主， 当σn=σc / 3时结构面变形基本完成
第四章.岩体结构
第二节 岩体工程地质分类
影响岩体工程性质的主要因素
岩石强度、风化程度、岩体完整性与水的影响。
•岩石强度和质量
岩石质量的好坏表现在强度（软、硬）和变形性两方面。 用室内单轴抗压强度指标来反映。
•岩体的完整性：用地质、试验和施工等参数表达。
用岩石浸水饱和前后的单轴干、湿抗压强度之比表示水的 影响程度。
岩体稳定性分析
主要影响因素：
1.区域稳定性，有地壳相对运动与大断裂。 2.岩体结构、变形、强度、水稳性等特性。 3.边界条件（临空面、滑动面、切割面） 4.荷载(类型、大小和方向） 5.工程类别
岩体稳定分析方法
•自然历史分析法
•岩体结构计算法
•图解法
•地质类比分析法
斜坡稳定性评价 地质分析法 边坡变形在外形特征及其内部结构上有所反映，结合周围 环境条件分析，作出评价和预测。一般注意： • 根据区域地质背景、地貌形态演变判断稳定性。 • 促使斜坡滑动破坏的主导因素判断稳定性。 • 观测斜坡所处的演化发育历史阶段及滑动前的迹象。 • 采用工程地质类比法（注意全面的相似性）。
c s ( 50 )
工程岩体分级标准
工程岩体质量的初步分级 完整性指数为岩体压 （2）岩体完整程度确定 缩波速度与岩块压缩 完整程度定性 波速度之比的平方。 定量确定 完整程度的定量指标:完整性指数 K v ,岩体体积节理数 J v
（3）岩体基本质量分级
BQ 90 3Rc 250Kv
产状和组数
结构体
结构体：岩体中被结构面切割围限的岩石 块体。 结构体分4个级序。 决定结构体规模的因素：结构面的密度。 结构体的形态 岩体结构类型划分
结构体形态
岩体结构类型及工程性质
整体块状结构：整体强度高。 层状结构：强度和变形特性具各向异性 特点。