岩石和岩体的工程分类讲义课件(70页)
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工程岩体分类分级 ppt课件
CSIR分类从现场应用来看，使用较简便，大多数场合岩体评分值（RMR） 都有用，但在处理那些造成挤压、膨胀和涌水的极其软弱岩体问题时，此法 较难应用。
2020/12/27
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按岩体结构类型分类
按岩体结构类型进行分类是中国科学院地质 研究所的谷德振教授提出的，它主要是根据岩体 的结构类型、完善程度、结构面特征以及岩块单 轴强度指标等因素的综合指标对岩体分类。
RQD
10cm(
度 100%
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5
根据岩芯质量指标大小，将岩体分为五类，如表1-1
表1-1
岩石质量指标
分类 很差 差 一般 好 很好
RQD/%
<25
25~50 50~75 75~90
>90
等级 Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
优缺点：简单易行，经济，快捷评价岩石质量；RQD指 标没有反映岩体的节理方位、充填物的影响，因此， 在更完善的岩体分类中，仅把RQD作为一个参数加以 利用。
工程岩体分类与分级
2020/12/27
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目录
❖工程岩体分类的目的和原则 ❖工程岩体分类 ❖我国工程岩体分级标准
2020/12/27
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工程岩体分类的目的和原则
目的： ①对工程岩体质量的优劣给予明确的区分和定性评价； ②为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供
依据。 原则：
①确定分类的目的和适用对象； ②分类是定量的，便于技术计算和制定定额； ③分类的级数合适，一般分为五级； ④分类方法和步骤简单明了，便于记忆和应用； ⑤每个分类因素是独立的，有明确的物理意义。
单轴饱和抗压强 CW 来衡量。当无条件取得
的实测值时，cw 可采用实测掩饰的点荷载
第二章岩石与岩体的工程地质性质-课件
地基的变形、强度和稳定问题。 ➢铁路、道路工程常遇到的有路基边坡、隧洞
围岩和桥墩桥台的稳定问题、道路的冻胀 问题； ➢地下建筑工程常遇到的是围岩稳定、涌水
及影响建筑施工的高地应力、高地热和 有害气体问题、岩爆问题；
➢海港工程常遇到的是码头地基、岸坡的稳 定、海浪侵蚀及回淤问题；
➢矿山工程常遇到的是露天矿边帮及地下巷 道的稳定及涌水、采矿引起地面塌陷问 题；
精品jing
第二章岩石与岩体的工程地质性质
一、 工程地质的相关概念
1.地质学
是对地球的起源、物质组成、 内部构造、外部特征、各层圈之间 的相互作用和演变历史进行研究的学科。
2.工程地质学
研究与工程建筑活动有关的地质问题的学科，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 理与正确地使用自然地质条件和改造不良地质条件等地质 问题。
（4）环境工程地质的研究：
合理开发和保护地质环境。
工程地质通过考察来为工程建设服务， 因此勘察工作首当其冲有以下主要任务：
1、查明工程建筑所在地区的工程地质条件， 并对可能存在的工程地质问题进行定性和定量的评 价；
2、根据工程地质条件选择优良的建筑场地，并 对建筑物类型、规模和施工方法提出合理建议.保 证其正常施工；
工程地质问题。
工程地质学的学科、研究内容和研究方法
学
工程地质学
科
工 程 岩 土 学
工
程
学
动 力
地
质
区工 域程 工地 程质 地勘 质察 学
研究内容 工程岩土学是研究岩体和土体的工程地质 性质及其形成和变化规律以及改善这些性质 的科学。
工程动力地质学或称为工程地质问题 分析，主要研究各种工程地质问题产生的地 质条件、力学机制和发展演化规律；结合工 程规划、设计、施工的要求进行正确评价， 并提出防治措施。
围岩和桥墩桥台的稳定问题、道路的冻胀 问题； ➢地下建筑工程常遇到的是围岩稳定、涌水
及影响建筑施工的高地应力、高地热和 有害气体问题、岩爆问题；
➢海港工程常遇到的是码头地基、岸坡的稳 定、海浪侵蚀及回淤问题；
➢矿山工程常遇到的是露天矿边帮及地下巷 道的稳定及涌水、采矿引起地面塌陷问 题；
精品jing
第二章岩石与岩体的工程地质性质
一、 工程地质的相关概念
1.地质学
是对地球的起源、物质组成、 内部构造、外部特征、各层圈之间 的相互作用和演变历史进行研究的学科。
2.工程地质学
研究与工程建筑活动有关的地质问题的学科，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 理与正确地使用自然地质条件和改造不良地质条件等地质 问题。
（4）环境工程地质的研究：
合理开发和保护地质环境。
工程地质通过考察来为工程建设服务， 因此勘察工作首当其冲有以下主要任务：
1、查明工程建筑所在地区的工程地质条件， 并对可能存在的工程地质问题进行定性和定量的评 价；
2、根据工程地质条件选择优良的建筑场地，并 对建筑物类型、规模和施工方法提出合理建议.保 证其正常施工；
工程地质问题。
工程地质学的学科、研究内容和研究方法
学
工程地质学
科
工 程 岩 土 学
工
程
学
动 力
地
质
区工 域程 工地 程质 地勘 质察 学
研究内容 工程岩土学是研究岩体和土体的工程地质 性质及其形成和变化规律以及改善这些性质 的科学。
工程动力地质学或称为工程地质问题 分析，主要研究各种工程地质问题产生的地 质条件、力学机制和发展演化规律；结合工 程规划、设计、施工的要求进行正确评价， 并提出防治措施。
岩土工程分类与分级
• 空隙率( porosity)：岩石中空隙的体积与岩石总体积的比值。
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岩土工程分类与分级
水理性质
•吸水率：常压条件下，岩石吸入水分的质量与干 燥岩石质量之比。
•饱水率：高压或真空条件下，岩石吸入水分的质 量与干燥岩石质量之比。
•饱水系数：岩石的吸水率与饱水率的比值。其值 越大，岩石的抗冻性越差。
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岩土工程分类与分级
变质岩 • 工程性质与其原岩密切相关。
• 动力变质岩的力学强度和抗水性均较差。 • 片理构造使岩石具有各向异性特征。
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岩土工程分类与分级
•二、 岩体及岩体结构
岩石（Rock）: 具一定结构构造的矿物集合体。
岩体（Rock mass）：
包含各种结构面的地质体。岩体的工程性质 首先取决于结构面的性质,其次才是组成岩体的 岩石性质。
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岩土工程分类与分级
力学性质
• 强度指标： 抗压强度(compressive strength)： 岩石单向受压时抵抗破坏的能力。 抗拉强度(tensile strength)：
• 岩石单向受拉时抵抗破坏的能力。 抗剪强度(shear strength)：
• 岩石抵抗剪切破坏的能力。
•强度特性
•最主要是抗剪强度
•c
m
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•
图 7—12 岩体抗剪强度包络线
•1－结构面强度线；2－岩块强度线；3－岩体强度包络线变化范围 岩土工程分类与分级
•四、岩石和岩体的工程分类
1、分类的目的
（1）为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编 制定额提供必要的基本依据。 （2）便于施工方法的总结,交流,推广。 （3）为便于行业内技术改革和管理。
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岩土工程分类与分级
水理性质
•吸水率：常压条件下，岩石吸入水分的质量与干 燥岩石质量之比。
•饱水率：高压或真空条件下，岩石吸入水分的质 量与干燥岩石质量之比。
•饱水系数：岩石的吸水率与饱水率的比值。其值 越大，岩石的抗冻性越差。
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岩土工程分类与分级
变质岩 • 工程性质与其原岩密切相关。
• 动力变质岩的力学强度和抗水性均较差。 • 片理构造使岩石具有各向异性特征。
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岩土工程分类与分级
•二、 岩体及岩体结构
岩石（Rock）: 具一定结构构造的矿物集合体。
岩体（Rock mass）：
包含各种结构面的地质体。岩体的工程性质 首先取决于结构面的性质,其次才是组成岩体的 岩石性质。
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岩土工程分类与分级
力学性质
• 强度指标： 抗压强度(compressive strength)： 岩石单向受压时抵抗破坏的能力。 抗拉强度(tensile strength)：
• 岩石单向受拉时抵抗破坏的能力。 抗剪强度(shear strength)：
• 岩石抵抗剪切破坏的能力。
•强度特性
•最主要是抗剪强度
•c
m
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•
图 7—12 岩体抗剪强度包络线
•1－结构面强度线；2－岩块强度线；3－岩体强度包络线变化范围 岩土工程分类与分级
•四、岩石和岩体的工程分类
1、分类的目的
（1）为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编 制定额提供必要的基本依据。 （2）便于施工方法的总结,交流,推广。 （3）为便于行业内技术改革和管理。
岩体分类与方法ppt课件
毕昂斯基(Bieniaski,1973)提出RMR(Rock Mass Rating)值分类法
南非科学和工业委员会（CSIR)
6
RMR Ri i 1
式中：R1-岩石抗压强度评分，R2-RQD评分，R3-节理间距评分，
R4-节理状态评分， R5-地下水状态评分，
R6-节理的方向对工程的影响修正评分，
优点：简单方便、工程早期，普氏系数在我国现行设计手册、工程定额、
概预算仍沿用。
缺点：小尺寸试件不能反映岩体强度，应予淘汰。由此可推按单轴抗压强
度进行分类的方法均应予淘汰。
4
2.按岩体完整性分类
a.按岩石质量指标 RQD 分类 （Rock Quality Designation）
迪尔（Deere,D.U.) , 1963提出, 又与裂隙特性联系1967, 1969 美国伊利诺斯大学（Illinois University）教授
级次
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
0.2~0 Ⅴ
岩体类别 非常好 好
较好 不好 非常不好
8
② 中科院地质所根据岩体结构的分类，列出了 弹性波在各类岩体中传播特性。
9
③ 日本，池田和彦，1969年提出了日本铁路隧道围岩分类；
先将岩质分6类,再根据弹性波在岩体中的速度,将围岩分为7类
10
3.按岩体综合指标分类－1
① 岩体的地质力学分类（CSIR分类)
21
22
Q分类的优点： 1）考虑因素相对全面； 2）适用于各种岩石（软、硬）；
Q分类的缺点： 没有考虑节理方位（怕失去简单的特点，影响通用性）
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3.按岩体综合指标分类－3 ③ 我国工程岩体分级标准 （GB50218-94） 分两步计算： 1）岩体基本质量分级－－计算BQ 2）岩体稳定性分级－－计算[BQ],判断分类。
岩体和岩石
34
35
第四节 岩体工程分类
分类的目的 （1）为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编 制定额提供必要的基本依据。 （2）便于施工方法的总结,交流,推广。 （3）便于行业内技术改革和管理。
36
遵循的主要原则
（1）分类形式要简单，含义要明确。
（2）分类应具科学意义和实用价值。
（3）分类指标不易过多并应容易获得。指标过多，必须增加研究工 作量，不便推广和应用。
3
本章主要参考书
4
第一节 概述
岩石力学是研究岩石的力学性状的一门理论和应 用科学，它是力学的一个分支，是探讨岩石对其周围 物理环境中力场的反应。
5
1、岩石
岩石是由一种或几种矿物所组成的集合体，它是岩体 的基本组成部分，一般将岩石分为表土和基岩两个部分。
（1）表土：覆盖在地壳上部的第四纪沉积物称为表土或 松散性岩石，如黄土、流砂、粘土、淤泥、砾石等。
最坚固的砂岩及石灰岩1515iiiiii坚固的岩石坚固的岩石致密的花岗岩及花岗岩类岩石很坚固的砂岩及石灰岩石英致密的花岗岩及花岗岩类岩石很坚固的砂岩及石灰岩石英质矿脉坚固的砾岩很坚固的铁矿石质矿脉坚固的砾岩很坚固的铁矿石1010iiiaiiia坚固的岩石坚固的岩石坚固的石灰岩不坚固的花岗岩坚固的砂岩坚固的大理岩坚固的石灰岩不坚固的花岗岩坚固的砂岩坚固的大理岩白云岩黄铁矿白云岩黄铁矿88iviv相当坚固的岩石相当坚固的岩石一般的砂岩铁矿石一般的砂岩铁矿石66ivaiva相当坚固的岩石相当坚固的岩石砂质页岩泥质砂岩砂质页岩泥质砂岩55vv坚固性中等的岩石坚固性中等的岩石坚固的页岩不坚固的砂岩及石灰岩软的砾岩坚固的页岩不坚固的砂岩及石灰岩软的砾岩44vava坚固性中等的岩石坚固性中等的岩石各种不坚固的页岩致密的泥灰岩各种不坚固的页岩致密的泥灰岩33vivi相当软的岩石相当软的岩石软的页岩很软的石灰岩白垩岩盐石膏冻土无烟煤软的页岩很软的石灰岩白垩岩盐石膏冻土无烟煤普通泥灰岩破碎的砂岩胶结的卵石及粗沙砾多石块的土普通泥灰岩破碎的砂岩胶结的卵石及粗沙砾多石块的土22viavia相当软的岩石相当软的岩石碎石土破碎的页岩结块的卵石及碎石坚硬的烟煤硬化碎石土破碎的页岩结块的卵石及碎石坚硬的烟煤硬化的粘土的粘土1515viivii致密的粘土软的烟煤坚固的表土层致密的粘土软的烟煤坚固的表土层1010viiaviia微砂质粘土黄土细砾石微砂质粘土黄土细砾石0808viiiviii土质岩石土质岩石腐植土泥煤微砂质粘土湿砂腐植土泥煤微砂质粘土湿砂0606ixix松散岩石松散岩石砂细砾松土采下的煤砂细砾松土采下的煤0505xx流沙状岩石流沙状岩石流砂沼泽土壤包含水的黄土既包含水的土壤流砂沼泽土壤包含水的黄土既包含水的土壤030341根据f值的大小将岩石分为10级共15种
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第四节 岩体工程分类
分类的目的 （1）为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编 制定额提供必要的基本依据。 （2）便于施工方法的总结,交流,推广。 （3）便于行业内技术改革和管理。
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遵循的主要原则
（1）分类形式要简单，含义要明确。
（2）分类应具科学意义和实用价值。
（3）分类指标不易过多并应容易获得。指标过多，必须增加研究工 作量，不便推广和应用。
3
本章主要参考书
4
第一节 概述
岩石力学是研究岩石的力学性状的一门理论和应 用科学，它是力学的一个分支，是探讨岩石对其周围 物理环境中力场的反应。
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1、岩石
岩石是由一种或几种矿物所组成的集合体，它是岩体 的基本组成部分，一般将岩石分为表土和基岩两个部分。
（1）表土：覆盖在地壳上部的第四纪沉积物称为表土或 松散性岩石，如黄土、流砂、粘土、淤泥、砾石等。
最坚固的砂岩及石灰岩1515iiiiii坚固的岩石坚固的岩石致密的花岗岩及花岗岩类岩石很坚固的砂岩及石灰岩石英致密的花岗岩及花岗岩类岩石很坚固的砂岩及石灰岩石英质矿脉坚固的砾岩很坚固的铁矿石质矿脉坚固的砾岩很坚固的铁矿石1010iiiaiiia坚固的岩石坚固的岩石坚固的石灰岩不坚固的花岗岩坚固的砂岩坚固的大理岩坚固的石灰岩不坚固的花岗岩坚固的砂岩坚固的大理岩白云岩黄铁矿白云岩黄铁矿88iviv相当坚固的岩石相当坚固的岩石一般的砂岩铁矿石一般的砂岩铁矿石66ivaiva相当坚固的岩石相当坚固的岩石砂质页岩泥质砂岩砂质页岩泥质砂岩55vv坚固性中等的岩石坚固性中等的岩石坚固的页岩不坚固的砂岩及石灰岩软的砾岩坚固的页岩不坚固的砂岩及石灰岩软的砾岩44vava坚固性中等的岩石坚固性中等的岩石各种不坚固的页岩致密的泥灰岩各种不坚固的页岩致密的泥灰岩33vivi相当软的岩石相当软的岩石软的页岩很软的石灰岩白垩岩盐石膏冻土无烟煤软的页岩很软的石灰岩白垩岩盐石膏冻土无烟煤普通泥灰岩破碎的砂岩胶结的卵石及粗沙砾多石块的土普通泥灰岩破碎的砂岩胶结的卵石及粗沙砾多石块的土22viavia相当软的岩石相当软的岩石碎石土破碎的页岩结块的卵石及碎石坚硬的烟煤硬化碎石土破碎的页岩结块的卵石及碎石坚硬的烟煤硬化的粘土的粘土1515viivii致密的粘土软的烟煤坚固的表土层致密的粘土软的烟煤坚固的表土层1010viiaviia微砂质粘土黄土细砾石微砂质粘土黄土细砾石0808viiiviii土质岩石土质岩石腐植土泥煤微砂质粘土湿砂腐植土泥煤微砂质粘土湿砂0606ixix松散岩石松散岩石砂细砾松土采下的煤砂细砾松土采下的煤0505xx流沙状岩石流沙状岩石流砂沼泽土壤包含水的黄土既包含水的土壤流砂沼泽土壤包含水的黄土既包含水的土壤030341根据f值的大小将岩石分为10级共15种
工程地质-岩石及岩体的工程地质性质幻灯片课件
岩石受水作用后，强度和稳定性发生变化的性 质称为岩石的软化性。软化学性主要决定于岩 石的矿物成分、结构和构造特征。黏土矿物含 量高、孔隙度大 、吸水率高的岩石，与水作 用容易软化而丧失其强度和稳定性。
• 软化性指标是软化系数(softening coefficient)： 在数值上，等于岩石在饱和状态下的极限抗压 强度和在风干状态下的极限抗压强度的比，用 小数表示。其值越小，表示岩石在水作用下的 强度和稳定性越差。软化系数小于0.75的岩石， 认为是软化性强的岩石，工程性质比较差。
• 1）第一变形阶段为图中OA段曲线，属于微裂隙压密阶段， 岩石中微裂隙在压力作用下逐渐被压密，岩石的应力—应 变曲线呈上凹形。
• 2）第二变形阶段为图中AB段曲线，属于弹性变形阶段， 岩石中微裂隙进一步闭合及压密，孔隙被压缩，因而岩石 的应力—应变曲线为曲型的直线形式。曲线上B点所对应
的应力e为弹性极限强度或比例极限。
膨胀试验仪器
岩石的主要物理性质指标
2、岩石的主要力学性质指标
• （1）岩石的变形性质 • 岩石变形有弹性变形、塑性变形和黏性变形三种。 • 1）弹性变形 • 岩石在外力作用下发生变形，当外力撤去后又恢复其原
有的形状及体积的变形称为弹性变形。
• 2）塑性变形 • 岩石在超过其屈服极限外力作用下发生变形，当外力撤
包括孔隙)部分单位体积的重量。在数值上，等于岩石固体颗 粒的重量与同体积的水在4℃时重量的比。其大小，决定于岩
石中矿物的比重及其在岩石中的相对含量。
• （2）重度(容重, unit weight）：指岩石单位体积的重
量，在数值上等于岩石试件的总重量(包括孔隙中的水重)与 其总体积(包括孔隙体积)之比。其大小，决定于岩石中矿物 的比重，岩石的孔隙性及其含水情况。
• 软化性指标是软化系数(softening coefficient)： 在数值上，等于岩石在饱和状态下的极限抗压 强度和在风干状态下的极限抗压强度的比，用 小数表示。其值越小，表示岩石在水作用下的 强度和稳定性越差。软化系数小于0.75的岩石， 认为是软化性强的岩石，工程性质比较差。
• 1）第一变形阶段为图中OA段曲线，属于微裂隙压密阶段， 岩石中微裂隙在压力作用下逐渐被压密，岩石的应力—应 变曲线呈上凹形。
• 2）第二变形阶段为图中AB段曲线，属于弹性变形阶段， 岩石中微裂隙进一步闭合及压密，孔隙被压缩，因而岩石 的应力—应变曲线为曲型的直线形式。曲线上B点所对应
的应力e为弹性极限强度或比例极限。
膨胀试验仪器
岩石的主要物理性质指标
2、岩石的主要力学性质指标
• （1）岩石的变形性质 • 岩石变形有弹性变形、塑性变形和黏性变形三种。 • 1）弹性变形 • 岩石在外力作用下发生变形，当外力撤去后又恢复其原
有的形状及体积的变形称为弹性变形。
• 2）塑性变形 • 岩石在超过其屈服极限外力作用下发生变形，当外力撤
包括孔隙)部分单位体积的重量。在数值上，等于岩石固体颗 粒的重量与同体积的水在4℃时重量的比。其大小，决定于岩
石中矿物的比重及其在岩石中的相对含量。
• （2）重度(容重, unit weight）：指岩石单位体积的重
量，在数值上等于岩石试件的总重量(包括孔隙中的水重)与 其总体积(包括孔隙体积)之比。其大小，决定于岩石中矿物 的比重，岩石的孔隙性及其含水情况。
岩石分类及典型岩PPT教学课件
2020/12/09
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花岗岩
华南一批重要的产铀花岗岩形成于印支期， 华南印支期产铀花岗岩多分布在华南内陆
2020/12/09
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9
PPT精品课件
谢谢观看
Thank You For Watching
2020/12/09
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岩体的规模大小不一，常呈透镜状、脉状或不规
则状。与超基性岩有关的矿产有铬、镍、钴、铂 族金属、金刚石、石棉等。
2020/12/09
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基性岩（basic rock）分子式： SiO2火成岩的一类。二氧化硅含量较低， 为45％～52％。富含铁、镁和钙质成分的岩浆岩的一个大类。主要矿 物成分为辉石、角闪石，常含少量石英、碱性长石、黑云母、橄榄石 等。深灰色，比重较大 。常见的基性深成岩为辉长岩，浅成岩为辉绿 岩，喷出岩为玄武岩。SiO2含量低于45％、镁铁矿物含量超过75％的 岩石称为超基性岩(ultrabasic rock)，也叫超镁铁质岩，如橄榄岩、辉石 岩、苦橄岩等。超基性岩和绝大部分基性岩都由来自上地幔的玄武质 岩浆结晶分异形成，而超基性岩常被看成是上地幔岩部分熔融后的残 余物，具有重要的理论研究意义。其中深成岩和浅成岩常成岩株、岩 盆、岩床、岩脉等小侵入体产出，喷出岩常形成较大的岩流和岩被。 与基性岩和超基性岩有关的矿产主要为：铁、钒、钛、铜、钴、镍、 铬、铂、金刚石等矿床。质地均匀、无裂隙的新鲜岩石可作石材，细 粒、色深者尤佳。 火成岩的一类。二氧化硅含量较低，为45％～52％。 主要由辉石、基性斜长石组成，不含石英或含量极少。深灰色，比重 较大 。常见的基性深成岩为辉长岩，浅成岩为辉绿岩，喷出岩为玄武 岩。其中深成岩和浅成岩常成岩株、岩盆、岩床、岩脉等小侵入体产 出，喷出岩常形成较大的岩流和岩被。铁、钛、铜、镍等金属矿产在 成因上往往与之有关。
第一章岩石的性质及其工程分级优秀课件
0.29 0.31~2.69 0.12~7.45
0.20~5.00 0.20~12.19 1.80~3.10 0.10~4.45 0.10~3.15 0.08~0.55 0.10~1.46 0.10~0.80
1.2.3 岩石的水理性质
2）岩石的软化性 • 岩石浸水饱和后强度降低的性质，称为软化性，用软化
表 1—2 几种岩石的碎胀系数
岩石名称 胀碎系数K
砂、砾石 1.05~1.2
砂质粘土 1.2~1.25
中硬岩石 1.3~1.5
习题
1.1 概述
（1）岩石 • ——组成地壳的基本物质，由一种或多种矿物或岩屑在地
质作用下按一定规律而形成的自然地质体，包括岩浆岩、 沉积岩、变质岩。 • 岩石的性质：与其矿物组成、结构有关。 （2）岩体
——地下工程周围较大范围内的自然地质体。 特点：非均质、各向异性、不连续、赋存地质因子。
（3）岩块 ——从地壳中切取出来的小块体，不包含软弱面（岩体 中的地质遗迹、层理、节理、断层、裂隙面），近似认为 各向同性的连续介质。
1）相对密度(曾称比重)
岩石的相对密度是指岩石固体实体积(不包括孔隙体积)的质量与同 体积水的质量的比值。
计算公式为： 式中：
G d
VcW
d —岩石的相对密度(无量纲量);
G—绝对干燥时体积为VC的岩石质量，g； VC—岩石固体实体积(不包括孔隙体积) ，cm3；
ρW—水的密度，g／cm3。
1.2.1 岩石的相对密度和密度
2）孔隙比e 岩石试件内各种孔隙、裂隙的体积总和与试件内固体矿 物体积之比。
eVV C VCV VC1dC W1
1.2.2 岩石的孔隙性
3）孔隙度n和孔隙比e的关系
0.20~5.00 0.20~12.19 1.80~3.10 0.10~4.45 0.10~3.15 0.08~0.55 0.10~1.46 0.10~0.80
1.2.3 岩石的水理性质
2）岩石的软化性 • 岩石浸水饱和后强度降低的性质，称为软化性，用软化
表 1—2 几种岩石的碎胀系数
岩石名称 胀碎系数K
砂、砾石 1.05~1.2
砂质粘土 1.2~1.25
中硬岩石 1.3~1.5
习题
1.1 概述
（1）岩石 • ——组成地壳的基本物质，由一种或多种矿物或岩屑在地
质作用下按一定规律而形成的自然地质体，包括岩浆岩、 沉积岩、变质岩。 • 岩石的性质：与其矿物组成、结构有关。 （2）岩体
——地下工程周围较大范围内的自然地质体。 特点：非均质、各向异性、不连续、赋存地质因子。
（3）岩块 ——从地壳中切取出来的小块体，不包含软弱面（岩体 中的地质遗迹、层理、节理、断层、裂隙面），近似认为 各向同性的连续介质。
1）相对密度(曾称比重)
岩石的相对密度是指岩石固体实体积(不包括孔隙体积)的质量与同 体积水的质量的比值。
计算公式为： 式中：
G d
VcW
d —岩石的相对密度(无量纲量);
G—绝对干燥时体积为VC的岩石质量，g； VC—岩石固体实体积(不包括孔隙体积) ，cm3；
ρW—水的密度，g／cm3。
1.2.1 岩石的相对密度和密度
2）孔隙比e 岩石试件内各种孔隙、裂隙的体积总和与试件内固体矿 物体积之比。
eVV C VCV VC1dC W1
1.2.2 岩石的孔隙性
3）孔隙度n和孔隙比e的关系
岩体的工程性质讲义课件
理
④ 加载速度：推荐加载速度是：
与
0.5～1.0MPa／s 。 ⑤ 环境条件：含水量、温度。
方
内因：⑥ 岩石本身的物质成分和结构特征.
法
地 ㈡ 单向应力状态下岩石的变形特征
下 结
1、单轴压缩时应力-应变曲线 三种状态：①线形弹性 ②应变软化特性 ③应变硬化特性
构
2、弹性模量
设
初始切线模量、平均切线模量、平均割线
理
⑴ 直接剪切法
与 方
剪切盒 ，绘出 - 图，进而确定c, Ф
法
地
下
剪切盒
结
⑵ 倾斜板间加压的单向剪切法
构
设
计
原
理 与
=30°～50° ㈢ 利用 （单轴抗压强度）和 （单轴抗拉强
方
度）推算抗剪强度指标
法
⑴ 威尔克法（R.G.Wuerker，1959 ）
地
下
结
构 设
⑵ 握部（Aorlbe，1970）方法
方
段）：残余强度
法 5、循环荷载条件下岩块的变形特征
疲劳强度
地
三、岩石的抗拉强度 胶结物强度、抗拉强度的各向异性
下
测定岩石抗拉强度的方法：
结
⑴ 直接拉伸法
构
⑵ 棱柱体试件的弯曲
设
⑶ 圆柱体的弯曲
计
⑷ 圆盘弯曲
原
⑸ 液压扩张试验
理
⑹ 巴西试验：又称劈裂试验或线荷载试
与
验
方
法
实心圆盘
地 下 圆柱体
L 为圆柱长
下 ⒊孔隙中存在水或其它物质，它们在岩石承受荷
结 构
载的情况下，会加速裂纹的扩展，从而导致岩石 强度降低。
岩体的工程地质性质及岩体工程分类 2 ppt课件
a K1
a b
K1变化在0～1之间，K1值愈大说明结构面的连续性愈
好，当K1＝1时，结构面完全贯通。 2、面连续性系数：指沿结构面延伸方向，结构面面
积之和与总面积的比值。
结构面连续性分级表
描述 很低连续性
低连续性 中等连续性
高连续性 很高连续性
迹长（m） <1 1~3 3~10
10~20 >20
KdLsinncossin Kcd' os
结构面间距分级表
描述 极密集的间距 很密集的间距
密集的间距 中等的间距 宽的间距 很宽的间距 极宽的间距
间距（mm） <20 20~60
60~200 200~600 600~2000 2000~6000 >6000
• 用线密度来估算岩体质量指标RQD(rock quality designation)
侧壁的起伏程度可用起伏角
(i)表示。
i arctg(2h) L
• 结构面的粗糙度用粗糙 度系JRC(joint roughness coefficient)表示。
据单结构面理论，岩体中存在一组结构面时，岩体的极限强 度与结构面倾角间的关系为：
13(12(tC gjj ct3gt)gsij)n2
岩体的（二工）程结构地面质的性连续质性及岩体工 • 程结构分面的类连续2性反映结构面的贯通程度。
• 1、线连续性系数：指沿结构面延伸方向，结构面各 段长度之和(Σa)与测线长度的比值。
张性断裂不平整，常具次生充填， 呈锯齿状，剪切断裂较平直，具 羽状裂隙，压性断层具多种构造 岩，成带状分布，往往含断层泥、 糜棱岩
对岩体稳定影响很大，在上述许多岩 体破坏过程中，大都有构造结构面的 配合作用。此外常造成边坡及地下工 程的塌方、冒顶
a b
K1变化在0～1之间，K1值愈大说明结构面的连续性愈
好，当K1＝1时，结构面完全贯通。 2、面连续性系数：指沿结构面延伸方向，结构面面
积之和与总面积的比值。
结构面连续性分级表
描述 很低连续性
低连续性 中等连续性
高连续性 很高连续性
迹长（m） <1 1~3 3~10
10~20 >20
KdLsinncossin Kcd' os
结构面间距分级表
描述 极密集的间距 很密集的间距
密集的间距 中等的间距 宽的间距 很宽的间距 极宽的间距
间距（mm） <20 20~60
60~200 200~600 600~2000 2000~6000 >6000
• 用线密度来估算岩体质量指标RQD(rock quality designation)
侧壁的起伏程度可用起伏角
(i)表示。
i arctg(2h) L
• 结构面的粗糙度用粗糙 度系JRC(joint roughness coefficient)表示。
据单结构面理论，岩体中存在一组结构面时，岩体的极限强 度与结构面倾角间的关系为：
13(12(tC gjj ct3gt)gsij)n2
岩体的（二工）程结构地面质的性连续质性及岩体工 • 程结构分面的类连续2性反映结构面的贯通程度。
• 1、线连续性系数：指沿结构面延伸方向，结构面各 段长度之和(Σa)与测线长度的比值。
张性断裂不平整，常具次生充填， 呈锯齿状，剪切断裂较平直，具 羽状裂隙，压性断层具多种构造 岩，成带状分布，往往含断层泥、 糜棱岩
对岩体稳定影响很大，在上述许多岩 体破坏过程中，大都有构造结构面的 配合作用。此外常造成边坡及地下工 程的塌方、冒顶
工程岩体的分类-PPT课件
建立一个评价体系。从定性和定量2方面评价岩
体的工程性质，根据工程类型及其使用目的对岩 体进行分类，也是岩体力学的最基本的研究课题 之一。
简单的分类到多参数的分类，定性的分类到定量
的分类。处于发展过程中。
3
二. 目前，代表性的分类
岩石饱和单轴强度分类—根据强度值，坚硬到极软
等级区分岩石质量的好坏。
max s
umax u
11
•
注：稳定性指在工程的工作期限内，工程安全 和工作断面得以保证。
条件：
地下工程或岩体中最大的、最危险的应力 位移。 s、u—岩体或支护材料的强度限或极限位移。
12
三、按岩体完整性分类
（一）按岩石质量指标（ RQD, Rock 、 Quality
Designation）分类
2
3
4.8~ 4.2 4.4~ 3.8 4.0~ 3.4 <3.6
4.4~ 3.8 4.0~ 3.4 3.6~ 3.0 <2.6
9
第三节
工程岩体代表性分类
一、按岩石的单轴抗压强度（Ｒc）分类
（一）单轴强度
类别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
表5-1 岩石按抗压强度分类
岩石单轴抗压强Rc （MPa） 250~160 160~100 100~40 <40 岩石类别 特坚岩 坚 岩 次坚岩 软 岩
10
（二）点荷载强度
二、按巷道岩石稳定性分类（自己看）
范 围 采用值 最小值
4000~5000 4500 3500
3000~4000 3500 2500
2000~3500 2750 1500
<2000 1500 500
岩体Vpm/ Vpsr
体的工程性质，根据工程类型及其使用目的对岩 体进行分类，也是岩体力学的最基本的研究课题 之一。
简单的分类到多参数的分类，定性的分类到定量
的分类。处于发展过程中。
3
二. 目前，代表性的分类
岩石饱和单轴强度分类—根据强度值，坚硬到极软
等级区分岩石质量的好坏。
max s
umax u
11
•
注：稳定性指在工程的工作期限内，工程安全 和工作断面得以保证。
条件：
地下工程或岩体中最大的、最危险的应力 位移。 s、u—岩体或支护材料的强度限或极限位移。
12
三、按岩体完整性分类
（一）按岩石质量指标（ RQD, Rock 、 Quality
Designation）分类
2
3
4.8~ 4.2 4.4~ 3.8 4.0~ 3.4 <3.6
4.4~ 3.8 4.0~ 3.4 3.6~ 3.0 <2.6
9
第三节
工程岩体代表性分类
一、按岩石的单轴抗压强度（Ｒc）分类
（一）单轴强度
类别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
表5-1 岩石按抗压强度分类
岩石单轴抗压强Rc （MPa） 250~160 160~100 100~40 <40 岩石类别 特坚岩 坚 岩 次坚岩 软 岩
10
（二）点荷载强度
二、按巷道岩石稳定性分类（自己看）
范 围 采用值 最小值
4000~5000 4500 3500
3000~4000 3500 2500
2000~3500 2750 1500
<2000 1500 500
岩体Vpm/ Vpsr
岩石工程与岩石工程分类PPT共28页
岩石工程与岩石工程分类
6
、
露
凝
无
游
氛
，
பைடு நூலகம்
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
6
、
露
凝
无
游
氛
，
பைடு நூலகம்
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
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56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
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