第3章岩石结构面、力学性质岩体力学
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nˆ =(sinαsinβ , sinαcosβ , conα )
岩石力学
3.3.1.2 结构面的连续性 结构面的连续性又称为结构面的延展性或贯通性，常用
迹长、线连续性系数和面连续性系数表示。 （1）迹长 结构面与勘测面交线的长度，称为迹长。 国际岩石力学学会(ISRM，1978年) 制订的分级标准(见
3.2.2 岩体结构的类型
在《岩土工程勘察规范（GB 50021-2001）》中，将岩体 结构划分为5大类（见下表）。
岩石力学
岩体结 构
类型 整体状
结构
块状结 构
层状结 构
岩体地质 类型
巨块状 岩浆岩和 变质岩
厚层状 沉积岩， 块状岩浆 岩和变质 岩 多韵律 薄层、中 厚层状沉 积岩，副
结构体 形状
岩石力学
3.1 概述
工程涉及的实际岩体与实验室内测试的岩石试件的力学 性能有着很大的差别，引起这种差别的主要因素有：
（1）岩体的非连续性； （2）岩体的非均质性； （3）岩体的各向异性； （4）岩体的含水性等。 其中最关键的因素是岩体的非连续性。
岩石力学
结构面（亦称弱面）：岩体内存在的各种地质界面，
巨块状
块状 柱状
层状 板状
结构面发育情况
以层面和原生、 构造节理为主， 多呈闭合型，间 距大于1.5m，一 般为1~2组，无 危险结构
有少量贯穿性节 理裂隙，结构面 间距0.7~1.5m， 一般为2~3组， 有少量分离体
有层理、片理、 节理，常有层间 错动
岩土工程特 征
岩体稳定， 可视为均质 弹性各项同 性体
岩石力学
当试件沿结构面发生剪切破坏时，作用在结构面上的应力有：
T A
P cos
A
N A
P sin
A
式中：P——试件沿结构面发生剪切破坏时所施加的最大荷载，MN； A——剪切破坏面（即结构面）的面积，m2； α——倾角，°； τ——结构面的抗剪强度，MPa； σ——作用在结构面上的正应力，MPa。
岩石力学
如变动倾角α，就可得到一组（σ，τ）数据，并在σ－τ坐标 系上画出结构面的抗剪强度曲线，见下图。
岩石力学
3.3.4.2 直剪仪法 利用直接剪切仪测定结构面的抗剪强度及其变形性质，见
下图。
一般压剪（容许剪胀）
刚性压剪（不容许剪胀）
岩石力学
首先施加正应力N，并保持其恒定不变。然后施加切向力 T，并按一定加载速度增大T值，直到试件沿结构面发生剪切 破坏为止。
试验时，取n个相同的岩石试件，并含有相同的结构面。 每次试验时所施加的N值都不相同，这样便得到n组（σ，τ）数 据，并在坐标系σ－τ中标出这些试验点，同样可获得结构面的 抗剪强度曲线。
岩石力学
3.3.4.3 三轴仪法 当结构面具有很大的倾角时，可采用三轴压缩试验的方法
确定结构面的抗剪强度曲线。 采用圆柱形试件，含有结构面，如下图所示。
岩石力学
国际岩石力学学会（ISRM）建议采用施密特锤（ Schmidt锤，即回弹仪）测试结构面壁面抗压强度。根据实 验测定的回弹值，按下式计算，即
JCS 100.00088R1.01
式中：γ ——岩石的重度，kN/m3； R——回弹值（无因次）。
岩石力学
（2）结构面的起伏度 可用起伏角来描述，见下图。
3.3.3 结岩构石面力的学分级（见下表）
级 序
分布规模
地质类型 力学属性
工程地质评价
一般延伸约数 千米至数十千 Ⅰ 米以上，破碎 级 带宽约数米至 数十米乃至几 百米以上。
属于软弱 区域性大断层往往具有现代活 通常为大 结构面， 动性，给工程建设带来很大的 断层或区 通常处理 危害，直接控制区域性岩体及 域性断层。 为计算模 其工程的整体稳定性。一般工
arctan( 2a )
l
岩石力学
3.3.2 结构面的分类
3.3.2.1按地质成因分类 根据地质成因的不同，可将结构面划分为： （1）原生结构面 ①沉积结构面； ②岩浆结构面； ③变质结构面。 （2）构造结构面 （3）次生结构面
岩石力学
3.3.2.2 按结构面破坏属性分类 缪勒(Müller)根据岩体结构面的破坏属性和分布密度两方
为特有的“节理单元”。
岩石力学
结构面力学性质的研究，同样可以通过试验的 方法。
结构面一般为软弱的地质界面，其破坏方式一 般为剪切破坏，所以研究结构面在剪应力作用下的 抗剪强度及其变形性质显得格外重要。
岩石力学
3.3.4.1 倾斜仪法 将带有弱面的岩块放在倾斜仪上，施加水平推力P，使
试件沿弱面发生剪切破坏，见下图。
在实际工作中，可用结构面纵剖面仪测出待测结构面的实际粗糙剖 面，然后与上图的标准剖面对比确定结构面的粗糙度系数。这种方法显 然带有目测的主观性，误差较大。
比较准确的方法是采用巴顿提出的结构面抗剪强度公式，通过结构 面压剪试验，反算结构面粗糙度系数，即
JRC
tan1 / lgJCS /
式中：τ ——结构面压剪试验峰值时的剪应力，MPa； σ——结构面压剪试验峰值时的正应力，MPa； φ——基本摩擦角（未风化平滑结构面的摩擦角），°； JCS——结构面壁面抗压强度，MPa。
积的比值，即
a Ka A
式中：a——结构面面积之和，m2； A——被测试岩体总面积，m2；
岩石力学
3.3.1.3 结构面的密度
是指结构面发育的密集程度，常用线密度、间距等指标
表示。
（1）线密度 Kρ ：是指结构面法线方向单位测线长度上
交切结构面的条数(条／m)；
（2）间距d ：是指同一组结构面法线方向上两相邻结构
当试件沿结构面发生剪切破坏时，作用在结构面上的应力 有：
T / A N / A
式中: T——试件沿弱面发生剪切破坏时所施加的最大切向力，MN； N——正压力，MN： A——剪切破坏面（即结构面）的面积，m2； τ——结构面的抗剪强度，MPa； σ——作用在结构面上的正应力，MPa。
岩石力学
描述
间距 /mm
极密集
很密 集
密集
中等密 集
稀疏
很稀疏
极稀 疏
<20
20~60
60~200
200~60 0
600~20 00
2000~6 000
>6000
岩石力学
3.3.1.4 结构面的张开度 是指结构面两壁面间的垂直距离，分级见下表。
描述
很紧密 紧密
部分张开 张开
中等宽的 宽的
很宽的
结构面张开度 /mm
三要素来表示。 （1）走向：是指结构面与水平面相交的交线方向； （2）倾向：是与走向成垂直的方向，它是结构面上倾斜
线最陡的方向； （3）倾角：是指水平面与结构面之间所夹的最大角度。 由于走向可根据倾向来加以推算，故一般只用倾向、倾
角来表示。
岩石力学
结构面产状由倾向角β和 倾角α确定。 表nˆ 示结构面的外法线，设为 单位矢量，则在坐标轴上的分量分别为：sinαsinβ，sinαcosβ , conα。这 样，结构面的空间方位就可用单位矢量来表示，即
面的因素，将结构面分为5大类型： （1）单个节理； （2）节理组； （3）节理群； （4）节理带； （5）破坏带或糜棱岩。 再考虑按节理中的充填材料性质和充填程度，又将每种类
型分成3个细类。这样，共将结构面分为15个细类。
岩石力学
1a-粗节理；2a-粗节理 组；3a-巨节理群；4a-带 有羽毛状节理的粗节理； 5a-破裂带；1b-充填风化 物的粗节理；2b-充填风 化物的粗节理组；3b-带 有巨节理的破坏带；4b带有边缘粗节理的破坏带； 5b-近糜棱岩（构造角砾） 带；1c-有粘土充填的粗 节理；1-由粘土组成的破 坏带的粗节理；2c-充填 粘土的粗节理群；3c-带 有糜棱岩的巨节理；4c带有粗节理的糜棱岩带； 5c-糜棱岩带
首先保持围压恒定不变，并按一定加载速度增加轴压直至 试件沿结构面发生剪切破坏，记录下试件沿结构面发生剪切 破坏时的轴向应力和围压。
岩石力学
试验时，取n个相同的岩石试件，并含有相同的结构面。 但每次施加的围压都不相同，这样便可得到n组剪切破坏时的 （σ1，σ3）数据，从而可画出一组极限应力圆，如下图所示。 在极限应力圆上找出代表弱面的点，连接这些点便得到结构面
可能发生的 岩土工程问
题
局部滑动 或坍塌；深 埋洞室的岩 爆
结构面互相 牵制，岩体 基本稳定， 接近弹性各 项同性体
变形和强度 可沿结构 受层面控制， 面滑塌；软 可视为各向 岩可产生塑 异性弹塑性 性变形
岩石力学
3.3 结构面的特性
3.3.1 结构面的几何特征
3.3.1.1 结构面的产状 是指结构面在空间的分布状态，可由走向、倾向和倾角
型的边界 程应尽量避开。
贯穿整个工程 岩体，长度一 Ⅱ 般数百米至数 级 千米，破碎带 宽数十厘米至 数米。
多为较大 的断层、 层间错动、 不整合面 及原生软 弱夹层等。
属于软弱 结构面、 滑动块裂 体的边界
通常控制工程区的山体或工程 围岩稳定性，构成滑动岩体边 界，直接威胁工程的安全稳定 性。工程应尽量避开或采取必 要的处理措施。
下表)。
描 述
迹长 /m
很低连 续性
<1
低连 续性
1~3
中等连 高连续 很高连 续性 性 续性
3~10 10~20 >20
岩石力学
（2）线连续性系数 Kl 是指沿结构面延伸方向上，结构面各段长度之和与测线 长度的比值 。
Kl
ai ai bi
岩石力学
（3）面连续性系数 Ka 是指结构面延伸方向，结构面面积之和与被测试岩体总面
面的平均距离。
两者互为倒数关系，即
K
1 d
岩石力学
当岩体上有组方向的结构面时，如下图所示，有两组结 构面：
ห้องสมุดไป่ตู้
则沿测线上的n组结构面间距为：
, , ……. , max
da cos a
mbx
db cos b
mnx
dn cos n
岩石力学
结构面的密度为：
K
cosa
da
cosb
db
cosn
dn
ISRM (1978年)结构面密度分级标准（见下表）。
包括：不连续面和物质分异面，如裂隙、节理、层理、软弱 夹层、断层及断裂破碎带等。
结构体（亦称岩块）：岩体中的各种结构面依其本
身的产状，彼此组合将岩体切割成形态不一、大小不等以及 成分各异的岩石块体，称为结构体。
岩石力学
岩体的变形与强度，取决于构成岩体的岩块和结构面的 力学性能。
结构面弱化了岩体的力学性能，决定了岩体工程的稳定 性，导致岩体的各向异性，成为岩体渗流的主要通道。大至 地震、滑坡，小到地下工程的冒顶、片邦，一般都是沿结构 面活动和发展的。
的强度曲线。
岩石力学
3.3.4.4 现场试验法(原位) 在现场就地切割岩体，靠千斤顶或扁千斤顶施加正应力
岩石力学
3.2 岩体结构的基本类型
岩体结构是指岩体中结构面与结构体的空间排列组合特 征。
岩体结构包括两个基本要素或称结构单元，即结构面和 结构体。
3.2.1 结构体特征
结构体的大小及形态主要取决于结构面的密度及其空间 组合关系。
结构体常见的形状有：块状、柱状、层状、板状、碎块 状及碎屑状。
岩石力学
状态
< 0.1 0.1~0.25 0.25~0.5
闭合结构面
0.5~2.5 2.5~10 > 10
裂开结构面
10~100
岩石力学
注意：一般张开结构面具有较大的张开度，往往成为
地下水的通道。在漫长的地质年代作用下，水流中得一部分 物质残留或沉积在结构面中；结构面的面壁被风化后，也会 有一部分物质遗留下来；另外，由于后期的地质作用，使得 张开的裂缝由一些矿物重新胶结在一起等。这些处在结构面 裂缝中的物质被称作充填物，此时结构面的强度将主要由充 填物决定。
岩石力学
3.3.1.5 结构面的形态 通常用结构面侧壁的粗糙度
及起伏度来描述。 （1）结构面的粗糙度 可用粗糙度系数JRC（Joint
Roughness Cocfficient）来表示。 巴顿（Barton，1977）提出
将结构面粗糙度分为10级，分别 给出了典型剖面及JRC的值，见 右图。
岩石力学
Ⅲ 级
延伸长度为数 十米至数百米， 破碎带宽度为
断层、节 理、发育 好的层面 及层间错
多数也属 于软弱结 主要影响或控制工程岩体，如 构面，或 地下洞室围岩及边坡岩体的稳
岩石力学
3.3.4 结构面的试验方法
对于结构面，其尺寸从几厘米到数十千米。 在进行岩体的稳定性分析时，对于结构面的影响不可能不 分巨细地一概单独考虑。 通常认为极细小的结构面，其影响包含在岩块的变形或强 度试验指标中； 较小的结构面，其影响则包含在岩体的变形或强度试验指 标中； 对于与工程尺度相当的较大型结构面，如隧道围岩中长度 大于4～5m的结构面，其影响应该专门考虑，并进行必要的试 验研究。如在有限元等数值计算方法中，一般将结构面划分
岩石力学
3.3.1.2 结构面的连续性 结构面的连续性又称为结构面的延展性或贯通性，常用
迹长、线连续性系数和面连续性系数表示。 （1）迹长 结构面与勘测面交线的长度，称为迹长。 国际岩石力学学会(ISRM，1978年) 制订的分级标准(见
3.2.2 岩体结构的类型
在《岩土工程勘察规范（GB 50021-2001）》中，将岩体 结构划分为5大类（见下表）。
岩石力学
岩体结 构
类型 整体状
结构
块状结 构
层状结 构
岩体地质 类型
巨块状 岩浆岩和 变质岩
厚层状 沉积岩， 块状岩浆 岩和变质 岩 多韵律 薄层、中 厚层状沉 积岩，副
结构体 形状
岩石力学
3.1 概述
工程涉及的实际岩体与实验室内测试的岩石试件的力学 性能有着很大的差别，引起这种差别的主要因素有：
（1）岩体的非连续性； （2）岩体的非均质性； （3）岩体的各向异性； （4）岩体的含水性等。 其中最关键的因素是岩体的非连续性。
岩石力学
结构面（亦称弱面）：岩体内存在的各种地质界面，
巨块状
块状 柱状
层状 板状
结构面发育情况
以层面和原生、 构造节理为主， 多呈闭合型，间 距大于1.5m，一 般为1~2组，无 危险结构
有少量贯穿性节 理裂隙，结构面 间距0.7~1.5m， 一般为2~3组， 有少量分离体
有层理、片理、 节理，常有层间 错动
岩土工程特 征
岩体稳定， 可视为均质 弹性各项同 性体
岩石力学
当试件沿结构面发生剪切破坏时，作用在结构面上的应力有：
T A
P cos
A
N A
P sin
A
式中：P——试件沿结构面发生剪切破坏时所施加的最大荷载，MN； A——剪切破坏面（即结构面）的面积，m2； α——倾角，°； τ——结构面的抗剪强度，MPa； σ——作用在结构面上的正应力，MPa。
岩石力学
如变动倾角α，就可得到一组（σ，τ）数据，并在σ－τ坐标 系上画出结构面的抗剪强度曲线，见下图。
岩石力学
3.3.4.2 直剪仪法 利用直接剪切仪测定结构面的抗剪强度及其变形性质，见
下图。
一般压剪（容许剪胀）
刚性压剪（不容许剪胀）
岩石力学
首先施加正应力N，并保持其恒定不变。然后施加切向力 T，并按一定加载速度增大T值，直到试件沿结构面发生剪切 破坏为止。
试验时，取n个相同的岩石试件，并含有相同的结构面。 每次试验时所施加的N值都不相同，这样便得到n组（σ，τ）数 据，并在坐标系σ－τ中标出这些试验点，同样可获得结构面的 抗剪强度曲线。
岩石力学
3.3.4.3 三轴仪法 当结构面具有很大的倾角时，可采用三轴压缩试验的方法
确定结构面的抗剪强度曲线。 采用圆柱形试件，含有结构面，如下图所示。
岩石力学
国际岩石力学学会（ISRM）建议采用施密特锤（ Schmidt锤，即回弹仪）测试结构面壁面抗压强度。根据实 验测定的回弹值，按下式计算，即
JCS 100.00088R1.01
式中：γ ——岩石的重度，kN/m3； R——回弹值（无因次）。
岩石力学
（2）结构面的起伏度 可用起伏角来描述，见下图。
3.3.3 结岩构石面力的学分级（见下表）
级 序
分布规模
地质类型 力学属性
工程地质评价
一般延伸约数 千米至数十千 Ⅰ 米以上，破碎 级 带宽约数米至 数十米乃至几 百米以上。
属于软弱 区域性大断层往往具有现代活 通常为大 结构面， 动性，给工程建设带来很大的 断层或区 通常处理 危害，直接控制区域性岩体及 域性断层。 为计算模 其工程的整体稳定性。一般工
arctan( 2a )
l
岩石力学
3.3.2 结构面的分类
3.3.2.1按地质成因分类 根据地质成因的不同，可将结构面划分为： （1）原生结构面 ①沉积结构面； ②岩浆结构面； ③变质结构面。 （2）构造结构面 （3）次生结构面
岩石力学
3.3.2.2 按结构面破坏属性分类 缪勒(Müller)根据岩体结构面的破坏属性和分布密度两方
为特有的“节理单元”。
岩石力学
结构面力学性质的研究，同样可以通过试验的 方法。
结构面一般为软弱的地质界面，其破坏方式一 般为剪切破坏，所以研究结构面在剪应力作用下的 抗剪强度及其变形性质显得格外重要。
岩石力学
3.3.4.1 倾斜仪法 将带有弱面的岩块放在倾斜仪上，施加水平推力P，使
试件沿弱面发生剪切破坏，见下图。
在实际工作中，可用结构面纵剖面仪测出待测结构面的实际粗糙剖 面，然后与上图的标准剖面对比确定结构面的粗糙度系数。这种方法显 然带有目测的主观性，误差较大。
比较准确的方法是采用巴顿提出的结构面抗剪强度公式，通过结构 面压剪试验，反算结构面粗糙度系数，即
JRC
tan1 / lgJCS /
式中：τ ——结构面压剪试验峰值时的剪应力，MPa； σ——结构面压剪试验峰值时的正应力，MPa； φ——基本摩擦角（未风化平滑结构面的摩擦角），°； JCS——结构面壁面抗压强度，MPa。
积的比值，即
a Ka A
式中：a——结构面面积之和，m2； A——被测试岩体总面积，m2；
岩石力学
3.3.1.3 结构面的密度
是指结构面发育的密集程度，常用线密度、间距等指标
表示。
（1）线密度 Kρ ：是指结构面法线方向单位测线长度上
交切结构面的条数(条／m)；
（2）间距d ：是指同一组结构面法线方向上两相邻结构
当试件沿结构面发生剪切破坏时，作用在结构面上的应力 有：
T / A N / A
式中: T——试件沿弱面发生剪切破坏时所施加的最大切向力，MN； N——正压力，MN： A——剪切破坏面（即结构面）的面积，m2； τ——结构面的抗剪强度，MPa； σ——作用在结构面上的正应力，MPa。
岩石力学
描述
间距 /mm
极密集
很密 集
密集
中等密 集
稀疏
很稀疏
极稀 疏
<20
20~60
60~200
200~60 0
600~20 00
2000~6 000
>6000
岩石力学
3.3.1.4 结构面的张开度 是指结构面两壁面间的垂直距离，分级见下表。
描述
很紧密 紧密
部分张开 张开
中等宽的 宽的
很宽的
结构面张开度 /mm
三要素来表示。 （1）走向：是指结构面与水平面相交的交线方向； （2）倾向：是与走向成垂直的方向，它是结构面上倾斜
线最陡的方向； （3）倾角：是指水平面与结构面之间所夹的最大角度。 由于走向可根据倾向来加以推算，故一般只用倾向、倾
角来表示。
岩石力学
结构面产状由倾向角β和 倾角α确定。 表nˆ 示结构面的外法线，设为 单位矢量，则在坐标轴上的分量分别为：sinαsinβ，sinαcosβ , conα。这 样，结构面的空间方位就可用单位矢量来表示，即
面的因素，将结构面分为5大类型： （1）单个节理； （2）节理组； （3）节理群； （4）节理带； （5）破坏带或糜棱岩。 再考虑按节理中的充填材料性质和充填程度，又将每种类
型分成3个细类。这样，共将结构面分为15个细类。
岩石力学
1a-粗节理；2a-粗节理 组；3a-巨节理群；4a-带 有羽毛状节理的粗节理； 5a-破裂带；1b-充填风化 物的粗节理；2b-充填风 化物的粗节理组；3b-带 有巨节理的破坏带；4b带有边缘粗节理的破坏带； 5b-近糜棱岩（构造角砾） 带；1c-有粘土充填的粗 节理；1-由粘土组成的破 坏带的粗节理；2c-充填 粘土的粗节理群；3c-带 有糜棱岩的巨节理；4c带有粗节理的糜棱岩带； 5c-糜棱岩带
首先保持围压恒定不变，并按一定加载速度增加轴压直至 试件沿结构面发生剪切破坏，记录下试件沿结构面发生剪切 破坏时的轴向应力和围压。
岩石力学
试验时，取n个相同的岩石试件，并含有相同的结构面。 但每次施加的围压都不相同，这样便可得到n组剪切破坏时的 （σ1，σ3）数据，从而可画出一组极限应力圆，如下图所示。 在极限应力圆上找出代表弱面的点，连接这些点便得到结构面
可能发生的 岩土工程问
题
局部滑动 或坍塌；深 埋洞室的岩 爆
结构面互相 牵制，岩体 基本稳定， 接近弹性各 项同性体
变形和强度 可沿结构 受层面控制， 面滑塌；软 可视为各向 岩可产生塑 异性弹塑性 性变形
岩石力学
3.3 结构面的特性
3.3.1 结构面的几何特征
3.3.1.1 结构面的产状 是指结构面在空间的分布状态，可由走向、倾向和倾角
型的边界 程应尽量避开。
贯穿整个工程 岩体，长度一 Ⅱ 般数百米至数 级 千米，破碎带 宽数十厘米至 数米。
多为较大 的断层、 层间错动、 不整合面 及原生软 弱夹层等。
属于软弱 结构面、 滑动块裂 体的边界
通常控制工程区的山体或工程 围岩稳定性，构成滑动岩体边 界，直接威胁工程的安全稳定 性。工程应尽量避开或采取必 要的处理措施。
下表)。
描 述
迹长 /m
很低连 续性
<1
低连 续性
1~3
中等连 高连续 很高连 续性 性 续性
3~10 10~20 >20
岩石力学
（2）线连续性系数 Kl 是指沿结构面延伸方向上，结构面各段长度之和与测线 长度的比值 。
Kl
ai ai bi
岩石力学
（3）面连续性系数 Ka 是指结构面延伸方向，结构面面积之和与被测试岩体总面
面的平均距离。
两者互为倒数关系，即
K
1 d
岩石力学
当岩体上有组方向的结构面时，如下图所示，有两组结 构面：
ห้องสมุดไป่ตู้
则沿测线上的n组结构面间距为：
, , ……. , max
da cos a
mbx
db cos b
mnx
dn cos n
岩石力学
结构面的密度为：
K
cosa
da
cosb
db
cosn
dn
ISRM (1978年)结构面密度分级标准（见下表）。
包括：不连续面和物质分异面，如裂隙、节理、层理、软弱 夹层、断层及断裂破碎带等。
结构体（亦称岩块）：岩体中的各种结构面依其本
身的产状，彼此组合将岩体切割成形态不一、大小不等以及 成分各异的岩石块体，称为结构体。
岩石力学
岩体的变形与强度，取决于构成岩体的岩块和结构面的 力学性能。
结构面弱化了岩体的力学性能，决定了岩体工程的稳定 性，导致岩体的各向异性，成为岩体渗流的主要通道。大至 地震、滑坡，小到地下工程的冒顶、片邦，一般都是沿结构 面活动和发展的。
的强度曲线。
岩石力学
3.3.4.4 现场试验法(原位) 在现场就地切割岩体，靠千斤顶或扁千斤顶施加正应力
岩石力学
3.2 岩体结构的基本类型
岩体结构是指岩体中结构面与结构体的空间排列组合特 征。
岩体结构包括两个基本要素或称结构单元，即结构面和 结构体。
3.2.1 结构体特征
结构体的大小及形态主要取决于结构面的密度及其空间 组合关系。
结构体常见的形状有：块状、柱状、层状、板状、碎块 状及碎屑状。
岩石力学
状态
< 0.1 0.1~0.25 0.25~0.5
闭合结构面
0.5~2.5 2.5~10 > 10
裂开结构面
10~100
岩石力学
注意：一般张开结构面具有较大的张开度，往往成为
地下水的通道。在漫长的地质年代作用下，水流中得一部分 物质残留或沉积在结构面中；结构面的面壁被风化后，也会 有一部分物质遗留下来；另外，由于后期的地质作用，使得 张开的裂缝由一些矿物重新胶结在一起等。这些处在结构面 裂缝中的物质被称作充填物，此时结构面的强度将主要由充 填物决定。
岩石力学
3.3.1.5 结构面的形态 通常用结构面侧壁的粗糙度
及起伏度来描述。 （1）结构面的粗糙度 可用粗糙度系数JRC（Joint
Roughness Cocfficient）来表示。 巴顿（Barton，1977）提出
将结构面粗糙度分为10级，分别 给出了典型剖面及JRC的值，见 右图。
岩石力学
Ⅲ 级
延伸长度为数 十米至数百米， 破碎带宽度为
断层、节 理、发育 好的层面 及层间错
多数也属 于软弱结 主要影响或控制工程岩体，如 构面，或 地下洞室围岩及边坡岩体的稳
岩石力学
3.3.4 结构面的试验方法
对于结构面，其尺寸从几厘米到数十千米。 在进行岩体的稳定性分析时，对于结构面的影响不可能不 分巨细地一概单独考虑。 通常认为极细小的结构面，其影响包含在岩块的变形或强 度试验指标中； 较小的结构面，其影响则包含在岩体的变形或强度试验指 标中； 对于与工程尺度相当的较大型结构面，如隧道围岩中长度 大于4～5m的结构面，其影响应该专门考虑，并进行必要的试 验研究。如在有限元等数值计算方法中，一般将结构面划分