岩体的工程地质特性
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岩体的工程地质性质
1.整体块状结构岩体的工程地质性质 2.层状结构岩体的工程地质性质 3.碎裂结构岩体的工程地质性质 4.散体结构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。
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。
岩体的工程地质特征
岩体结构特征的研究意义
岩体的结构特征是指岩体中结构面和结构体的形状、 规模、性质及其组合关系的特征。
岩体中的软弱结构面，常常成为决定岩体稳定 性的控制面。
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动的部位，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。
节理间距与完整性的关系
分级
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
间距（m） >2
0.5～2 0.1～0.5 < 0.1
描述 不发育 较发育 发育 极发育
完整性 完整 块状 碎裂 破碎
结构面的贯通性
岩 体 的 面 连 续 性
二、结构面的特征
(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强度 最高，泥质及易溶盐类胶结者强度低、抗水性差。 未胶结的充填物强度低，充填物厚度不同时，结构 面的变形与强度也不同。
二、结构面的特征
(1)方位：即结构面的产状。
(2)间距：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。
工程地质学-第三章 岩体的工程地质性质与岩体分类-1-结构面特征与结构面类型
1）产状：结构面的产状常用走向、倾向和倾角三要素 表示。 2）连续性：结构面的连续性反映结构面的贯通程度， 常用线连续性系数、迹长和面连续性系数等表示。 3）密度：结构面的密度反映结构面发育的密集程度， 常用线密度、面密度和间距等指标表示Байду номын сангаас 4）张开度与填充胶结特征：结构面的张开度e是结构 面两壁面间的垂直距离（mm） 5）形态：结构面的形态对岩体的力学性质及水力学性 质存在明显的影响。 6）结构面的组合关系：控制着可能滑岩的岩体的几何 边界条件、形态、规模、滑动方向及滑移破坏类型， 它是工程岩体稳定性预测与评价的基础。
1)原生结构面：是岩体在成岩过程中形成的结构面，其特征与 岩体成因密切相关。因此，又可将其分为沉积结构面、岩浆结 构面和变质结构面三类。原生结构面除部分经风化卸荷作用裂 开外，多具有不同程度的连接力和较高的强度。 (1)沉积结构面
沉积岩的层理、层面、沉积间断面及沉积软弱夹层等都属 于沉积结构面。 (2)火成结构面
在岩体的强度性质中，最重要的是抗剪强度。
它是影响工程安全和造价的重要因素，在岩基抗滑稳 定、边坡岩体稳定和地下硐室围岩稳定性分析与近似 中，岩体的抗剪强度参数是必不可少的。
二、岩体的流变特征
蠕变：指在应力一定的条件下,变形随时间的持续而逐 渐增长的现象； 松弛：变形保持一定时，应力随时间的增长而逐渐减 小的现象。 长期强度：出现蠕变破坏的最低应力值
2.结构面的规格和等级 按结构面延伸长度、切割深度、破碎带宽度及其
力学效应，可将结构面划分为如下五级： Ⅰ级：指大断层或区域性断层。 Ⅱ级：指延伸长而宽度不大的区域性地质界面，如较 大的断层、层间错动、不整合面及原生软弱夹层等。 Ⅲ级：指长度为数十米至数百米的断层、区域性节理、 延伸较好的层面及层间错动等。 Ⅳ级：指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、小断层 及较发育的片理、剪理面等。其长度一般为数十米至 二三十米，宽度近于零至数厘米不等，是构成岩块的 边界面。 Ⅴ级：又称微结构面，指隐节理、微层面、微裂隙及 不发育的片理、劈理等，其规模小，连续性差，常包 括在岩块内，主要影响沿块的物理力学性质。
1.5岩石的工程地质性质
软化系数表示。 软化系数kd：等于岩石在饱和状态下的极限抗压强度与
在风干状态下极限抗压强度的比。用小数表示。其值越小， 表明岩石在水作用下的强度和稳定性越差。
岩石的软化性决定于岩石的矿物成分、结构和构造特征。 岩浆岩和变质岩的软化系数大都接近于1.0；粘土矿物含量 高、孔隙度大、吸水率高的岩石，软化系数越小，如泥灰 岩和页岩。
降低岩石的强度。在工程中应当重视岩石中这些低强度 矿物含量的增长对岩石强度的降低作用。
但也不能简单地认为，含有高强度矿物的岩石，其强度一定就 高。因为岩石受力作用后，内部应力是通过矿物颗粒的直接接 触来传递的，如果强度较高的矿物在岩石中互不接触，则应力 的传递必然会受中间低强度矿物的影响，岩石不一定就能显示 出高的强度。
180~300
岩石名称 辉绿岩
抗压强度 （MPa）
200~350
岩石名称 页岩
抗压强度 （MPa）
10~100
100~250
玄武岩
150~300
砂岩
20~200
180~300
石英岩
150~350
砾岩
10~150
100~250 100~250 80~250
大理岩 片麻岩 灰岩
100~250 50~200 20~200
岩体 = 结构面 + 结构体
岩块的强度高，岩体的强度不一定高。
结构面的发育程度、性质、充填情况以 及连通程度等，对岩体的工程性质有很 大的影响。
29/35
1. 结构面
结构面：存在于岩体中的各种地质界面。
（1）结构面类型： 原生结构面：成岩时形成
沉积结构面：层面、层理、夹层等 火成结构面：原生节理、流纹面、接触面等等 变质结构面：片麻理、片理等等
在风干状态下极限抗压强度的比。用小数表示。其值越小， 表明岩石在水作用下的强度和稳定性越差。
岩石的软化性决定于岩石的矿物成分、结构和构造特征。 岩浆岩和变质岩的软化系数大都接近于1.0；粘土矿物含量 高、孔隙度大、吸水率高的岩石，软化系数越小，如泥灰 岩和页岩。
降低岩石的强度。在工程中应当重视岩石中这些低强度 矿物含量的增长对岩石强度的降低作用。
但也不能简单地认为，含有高强度矿物的岩石，其强度一定就 高。因为岩石受力作用后，内部应力是通过矿物颗粒的直接接 触来传递的，如果强度较高的矿物在岩石中互不接触，则应力 的传递必然会受中间低强度矿物的影响，岩石不一定就能显示 出高的强度。
180~300
岩石名称 辉绿岩
抗压强度 （MPa）
200~350
岩石名称 页岩
抗压强度 （MPa）
10~100
100~250
玄武岩
150~300
砂岩
20~200
180~300
石英岩
150~350
砾岩
10~150
100~250 100~250 80~250
大理岩 片麻岩 灰岩
100~250 50~200 20~200
岩体 = 结构面 + 结构体
岩块的强度高，岩体的强度不一定高。
结构面的发育程度、性质、充填情况以 及连通程度等，对岩体的工程性质有很 大的影响。
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1. 结构面
结构面：存在于岩体中的各种地质界面。
（1）结构面类型： 原生结构面：成岩时形成
沉积结构面：层面、层理、夹层等 火成结构面：原生节理、流纹面、接触面等等 变质结构面：片麻理、片理等等
岩体工程地质性质
散介质的岩体结构，一般是工程清
挖的对象。
三、岩体的工程地质质量分类
作为工程建筑的地基、围岩或是材料的岩体，因为
其岩石质量不同，岩体结构类型不同，岩体结构面类型也
有差异，再加上水的参与，风化作用的影响等等，使岩体
质量的评定因素十分复杂。但为了满足工程建设的实际需
要必须对岩体的工程地质质量进行分类。
1．岩石质量指标（R、Q、D—Rock, quality designation）分类
一、岩体结构面类型
指切割岩石的所有地质界面，如岩层面、断层面、节理面等。 依据结构面成因将其分为三种类型。 1．原生结构面：与岩石同时形成，如层面、片理，收缩裂隙。
2．次生结构面：岩石形成后叠加形成的，节理面，断层面等。
3．软弱结构面：是一类特殊的结构面，特指岩体中具有一定
厚度的结构面。它可以是原生的，也可以是次生的，工程地质 勘察中应予以特别重视。如砂岩中的泥岩夹层，花岗岩中的裂 隙风化带等。
弹塑性变形 --褶皱
弹脆性变形 --断层
（1）微裂隙压密阶段：岩石中微裂隙 在荷重下压密，此阶段δ 变化小而ε 变 化大 （2）弹性变形阶段：裂隙进一步密合， 不产生新裂隙，δ 、ε 近乎同步增加（曲 线外切线近45°），最高点称弹性极限抗
δ
屈服点
ε
压强度，亦称屈服点。
（3）裂隙发展和破坏阶段：新裂隙产生并发展，δ 增加不 多，而ε 快速增加，直至最高点，岩石发生整体破坏，此点的 δ 值称单轴极限抗压强度。 （4）峰值后阶段：岩石大变形，δ 下降至稳定。
（1）整体结构：即完整岩体，强度高、力学性质稳定。 （2）块状结构：整体强度高、
块度均匀，与完整岩体相近。 （3）镶嵌结构：块度具有显著两分性，但整体强度仍较高。
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。
4岩体的工程地质性质
天然密度 干密度ρd 含水量w（％） 重度γ（kN/m3） ：单位体积岩石受到的重力，与密度ρ的关 系为
4.2.1岩石的主要物理性质
2)
相对密度（比重）Gs 干试样质量m（g）与4℃时同体积纯水质量（岩石固体体积与 水的密度之积）的比值
4.2.1岩石的主要水理性质
3)
孔隙度（孔隙率）n 试样中孔隙（包括微裂隙）的体积Vv（cm3）与试样总体积V （cm3）的百分比 V n v V 孔隙比e
岩体完整程度与岩体结构类型的定性划分(《工程岩体分级标准》）
岩体完 结构面发育程度 主要结构面的结合 主要结构面类 岩体结构类型 型 整程度 组数 平均间距/m 程度 完整 1～2 >1.0 结合好或结合一般 节理、裂隙、 整体状或巨厚 层面 层状结构 较完整 1～2 >1.0 结合差 节理、裂隙、 块状或厚层状 层面 结构 结合好或结合一般 块状结构 2～3 1.0～0.4 节理、裂隙、裂隙块状或中 较破碎 2～3 1.0～0.4 结合差 层面、小断层 厚层状结构 结合好 镶嵌碎裂结构 ≥3 0.4～0.2 结合一般 中、薄层状结 构 破碎 ≥3 结合差 各种类型结构 裂隙块状结构 0.4～0.2 结合一般或结合差 面 碎裂状结构 ≤0.2 极破碎 无序 结合很差 散体结构
外动力成因型结构面（表生结构面）：如卸荷裂隙（长江链子
崖危岩体）、泥化夹层及表生夹泥。
结构面的特征
1978年ISRM实验室和野外试验标准委员会制定的《岩体不连 续面定量描述的建议方法》
方位：结构面的产状（走向、倾向、倾角）
间距：反映岩体完整程度和块体大小 延续性：反映结构面的连通率 粗糙度：反映结构面的起伏状况 结构面侧壁强度：反映结构面受风化影响的程度 张开度：又称隙宽，即裂隙的宽度 充填物：不同物质充填对力学特性有显著影响 渗流：反映地下水的活动状况 节理组数：反映岩体被切割的状况 块体大小：可用块度和体积节理数反映
岩石及岩体的工程地质性质
括细微的裂隙 )的发育程度，对岩石的强度和 稳定性产生重要的影响。岩石的孔隙性用孔隙 度表示。孔隙度在数值上等于岩石中各种孔隙 （包括裂隙）的总体积与岩石总体积的比。用 百分数表示。
岩石的孔隙率的大小，主要决定于 岩石的 结构构造，同时也受风化作用、岩浆作用、构 造运动和变质作用的影响。
（3）吸水性 岩石的吸水性，反映岩石在一定条件下的吸
2.岩石的主要力学性质
岩石的力学性质是指岩石抵抗外力作用的 性能。岩石在外力作用下，首先发生变形，当 外力增加到某一数值时，岩石便开始破坏。所 以在研究岩石的力学性质时，既要考虑岩石的 变形特性，也要考虑岩石的强度特性。 （1）岩石的变形
岩石典型的应力～应变曲线岩石在外力作 用下产生变形，且其变形性质分为 弹性和塑性 两种。 根据曲率的变化，可将岩石变形过程划 分为四个阶段：
岩石和岩体过去统称岩石。实际上．从工程 地质观点看，岩石是矿物的集合体，没有显著软 弱面的石质材料，岩体则是岩石的地质综合体。 岩石的工程地质性质，是岩体的基础，岩体工程 地质性质，严格受其结构面的控制。
§4.1 岩石工程地质性质
就大多数的工程地质问题来看，岩石的工程 地质性质主要决定于岩体内部裂隙系统的性质及 其分布情况，但岩石本身的性质也起着重要的作 用。岩石的工程地质性质包括 物理性质和力学性 质二个主要方面。
形由压缩转变为膨胀。应力增加，裂隙进一步扩展，岩石局部破损，且破
损范围逐渐扩大形成员通的破裂面，导致岩石“破坏”。c点对应的应力
达到最大值，称为峰值强度或单轴极限抗压强度。
(4)峰值后阶段（图中c点之后） 岩石被环后，经过较大的变形，应力下
降到一定程度开始保持常数，d点对应的应力称为残余强度。
E
由于大多数岩石的变形具有不同程度的弹 性性质，且工程实践中建筑物所能作用于岩石 的压应力远远 低于单轴极限抗压强度。因此， 可在一定程度上将岩石看作 准弹性体，用弹性 参数表征其变形特征。
岩石的孔隙率的大小，主要决定于 岩石的 结构构造，同时也受风化作用、岩浆作用、构 造运动和变质作用的影响。
（3）吸水性 岩石的吸水性，反映岩石在一定条件下的吸
2.岩石的主要力学性质
岩石的力学性质是指岩石抵抗外力作用的 性能。岩石在外力作用下，首先发生变形，当 外力增加到某一数值时，岩石便开始破坏。所 以在研究岩石的力学性质时，既要考虑岩石的 变形特性，也要考虑岩石的强度特性。 （1）岩石的变形
岩石典型的应力～应变曲线岩石在外力作 用下产生变形，且其变形性质分为 弹性和塑性 两种。 根据曲率的变化，可将岩石变形过程划 分为四个阶段：
岩石和岩体过去统称岩石。实际上．从工程 地质观点看，岩石是矿物的集合体，没有显著软 弱面的石质材料，岩体则是岩石的地质综合体。 岩石的工程地质性质，是岩体的基础，岩体工程 地质性质，严格受其结构面的控制。
§4.1 岩石工程地质性质
就大多数的工程地质问题来看，岩石的工程 地质性质主要决定于岩体内部裂隙系统的性质及 其分布情况，但岩石本身的性质也起着重要的作 用。岩石的工程地质性质包括 物理性质和力学性 质二个主要方面。
形由压缩转变为膨胀。应力增加，裂隙进一步扩展，岩石局部破损，且破
损范围逐渐扩大形成员通的破裂面，导致岩石“破坏”。c点对应的应力
达到最大值，称为峰值强度或单轴极限抗压强度。
(4)峰值后阶段（图中c点之后） 岩石被环后，经过较大的变形，应力下
降到一定程度开始保持常数，d点对应的应力称为残余强度。
E
由于大多数岩石的变形具有不同程度的弹 性性质，且工程实践中建筑物所能作用于岩石 的压应力远远 低于单轴极限抗压强度。因此， 可在一定程度上将岩石看作 准弹性体，用弹性 参数表征其变形特征。
3第一章 岩石的工程地质性质
一、岩石工程地质性质的常用指标
（二）岩石的水理性质
1.岩石的透水性 1.岩石的透水性 透水性：指岩石允许水通过的能力。 透水性：指岩石允许水通过的能力。
水只沿连通孔隙渗透，渗水性大小可用渗透系数表示， 水只沿连通孔隙渗透，渗水性大小可用渗透系数表示，主 要决定于岩石孔隙的大小、数量、方向及其相互连通情况。 要决定于岩石孔隙的大小、数量、方向及其相互连通情况。
一、岩石工程地质性质的常用指标
（三）岩石的力学性质
2.岩石的强度 2.岩石的强度 抗压强度： 抗压强度：岩石在单向压力作用下抵抗压碎破坏 的能力。 的能力。 抗拉强度： 抗拉强度：岩石在单向受拉条件下拉断时的极限 应力值。 应力值。 抗剪强度：岩石抵抗剪切破坏的能力。 抗剪强度：岩石抵抗剪切破坏的能力。
γ = ρ⋅g
一、岩石工程地质性质的常用指标
（一）岩石的物理性质
2.岩石的比重 2.岩石的比重 比重：岩石固体部分单位体积的重量， 比重：岩石固体部分单位体积的重量，即单位体积 固体颗粒的重量与4℃时同体积水的重量之比（Gs）。 4℃时同体积水的重量之比 固体颗粒的重量与4℃时同体积水的重量之比（Gs）。
ε
一、岩石工程地质性质的常用指标
（三）岩石的力学性质
1.岩石的变形特性 1.岩石的变形特性 弹性模量：单轴压缩条件下， 弹性模量：单轴压缩条件下，轴向压应力与轴向 应变之比。 应变之比。 弹性模量越大，变形越小， 弹性模量越大，变形越小，说明岩石抵抗变形 的能力越高。 的能力越高。 泊松比：横向应变与轴向应变之比。 泊松比：横向应变与轴向应变之比。 泊松比越大， 泊松比越大，表明岩石受力作用后的横向变形 越大。 越大。
变形= 结构体变形+ 变形= 结构体变形+结构面变形
工程地质学_第6章 岩体的工程地质性质及岩体工程分类
2、结构体特征及性质
(1)特征 可用其规模、形态及其产状进行描述 a.按不同级别结构面对岩岩体的切割，可将结构体划分为 4级。 Ⅰ级结构体——地质体或称断块体 Ⅱ级结构体——岩块 Ⅲ级结构体——块体 Ⅳ级结构体——山体
b.基本形状有柱状、块状、板状、楔形、锥形、菱形等。一般 来说其稳定程度，板状结构体比柱状、块状的差。而楔状的比 菱形及锥状的差. c.产状一般用结构体表面上最大结构面的长轴方向表示，平卧 的板状结构体比竖直的板状结构体对岩体稳定性的影响要大— 些.
变质较浅的沉积岩，如千枚岩等路 堑边坡常见塌方。片岩夹层有时对 工程及地下洞体稳定也有影响
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
在天然及人工边坡上造成危害， 有时对坝基，坝肩及浅埋隧洞等工 程亦有影响，但一般在施工中予以 清基处理
侧壁的起伏程度
结构面粗糙
结构面的粗糙度可用粗糙度系数(JRC)表示: 它可以
增加结构面的摩擦角．进而提高了岩体的强度。据结构面 的粗糙程度可将粗糙度系数（JRC）分为10级。在实际工作 中，可用剖面仪测出所研究结构面的粗糙剖面、然后与标 准剖面进行比较，即可求得结构面的粗糙度系数(JRC).
e. 结构面的张开度
层状结构 （Ⅱ1）
与围岩接触面可具 接触面延伸较 熔合及破坏两种不 远，比较稳定而 同的特征。原生节 原生节理往往短 理一般为张裂面， 小密集 较粗糙不平 结构面光滑平 片理短小，分布 直．片理在岩层深 变质 1.片理 产状与岩层或 极密．片岩软弱 部往往闭合成隐蔽 构造方向一致 夹层延展较远， 结构面，片岩、软 结构面 2.片岩软 弱夹层 具固定层次 弱夹层、岩片状矿 物．呈鳞片状 张性断裂不平整， 1.节理（X型节理， 张性断裂较短小, 常具次生充填．呈 张节理） 产状与构造线 剪切断裂延展较 锯齿状，剪切断裂 2.断层（正断层，逆 呈一定关系， 远，压性断裂规 较平直．具羽状裂 构造结构面 断层，走滑断层） 层间带动与岩 模巨大．但有时 晾，压性断层具多 3.层间错动带 层一致 为横断层切割成 种构造岩，成带状 4.羽状裂隙劈理 不连续状 分布，往往含断层 泥、糜棱岩 1.卸荷裂隙 2.风化裂隙 次生结构面 3.风化夹层 4.泥化夹层 5.次生夹泥 分布上往往呈不 连续状，透镜 受地形及原结 一般为泥质物充 体，延展性差， 构面控制 填，水理性质很差 且主要在地表风 化带内发育
06第六章岩体的工程特性
片岩夹层有时对工程及地下洞体稳定也有影响 。
层理面 整合面 沉积结构面 沉积间断面 原生软弱夹层 流层 原生结构面 火成结构面 流线 原生节理 侵入体与围岩的接触面 变质结构面 劈理 结构面 构造结构面 节理 断层 层间错动带 片理 麻理 板理 不整合面
风化裂隙 次生结构面 卸荷裂隙 次生充填夹泥
风化裂隙 次生结构面 卸荷裂隙 次生充填夹泥
2.结构面
2.1结构面的成因类型
结构面分类：原生的、构造的、次生的 原生结构面：在成岩阶段形成的结构面。
沉积 火成 变质
钙质粉砂岩原生结构
2.结构面
2.1结构面的成因类型
结构面分类：原生的、构造的、次生的 原生结构面：在成岩阶段形成的结构面。 沉积 火成 变质
地下洞室围岩、水工建筑地基、道路工程边坡、港口岸坡、 桥梁坡岸、库岸边坡的岩体。
在施工过程中，工程岩体自身稳定性以及承受工 程荷载作用下的稳定性直接关系到工程的成败。
1.基本概念
岩体稳定：在一定的时间内，一定的自然条件和人为 因素影响下，岩体不产生破坏性的剪切滑动、塑性变 形或张裂破坏。 主要影响因素：岩体内各种结构面的性质及其对岩体 的切割程度。
风化裂隙 次生结构面 卸荷裂隙 次生充填夹泥
2.1结构面的成因类型
结构面——次生结构面
次生结构面：岩体在形成后经风化、卸荷及地下水等作 用在岩体中形成的结构面。如风化裂隙、卸荷裂隙和次 生充填夹泥等。
分布：往往呈不连续状，透镜状，延展性差，且主要在地 表风化带内发育。 性质：一般为泥质物充填，水理性质很差。 工程性质：在天然及人工边坡上造成危害，有时对坝基、 坝肩及浅埋隧洞等工程亦有影响，但一般在施工中予以清 基处理 。
岩体破坏沿着岩体中的软弱结构面，岩体结构在岩体 的变形和破坏中起到了主导作用。
岩体的工程地质特征
岩体的工程地质分区
1
岩体的工程地质分区是根据岩体在工程地质条件 方面的相似性和差异性，将岩体划分为若干个区 域。
2
分区的目的是为了更好地认识和评价岩体的工程 地质特征，为工程设计和施工提供依据。
3
分区的方法包括地貌、地层、构造和岩石性质等 多个方面，需要综合考虑各种因素。
岩体的工程地质勘探
岩体的工程地质勘探是获取岩体 详细信息的重要手段，包括钻探、
研究目的和意义
通过对岩体工程地质特征的研究，可以深入了解岩体的形成 、演变和分布规律，为工程选址、设计和施工提供科学依据 。
研究岩体的工程地质特征有助于提高工程质量和安全性，减 少工程风险和损失，对于保障人民生命财产安全和社会经济 发展具有重要意义。
02 岩体的基本特征
岩体的定义与分类
定义
岩体是由岩石和其赋存的介质共 同组成的自然体，具有复杂的结 构和不均匀性。
分类
根据岩石的成因、结构和工程地 质特性，可以将岩体分为沉积岩 、变质岩和岩浆岩等类型。
岩体的结构特征01ຫໍສະໝຸດ 0203结构面
岩体中存在的各种破裂面、 节理、层理和软弱夹层等， 对岩体的力学性质和稳定 性有重要影响。
结构体
岩体被结构面切割成各种 形状和大小不一的块体， 这些块体在空间排列组合 形成特定的结构体。
对未来研究的建议
进一步深入研究不同地区、不同类型岩 体的工程地质特征，为工程设计和施工
提供更加全面和准确的地质资料。
加强岩体工程地质特征与工程实践的结 合研究，探索更加科学合理的岩体工程
地质勘察、评价和治理方法。
开展长期监测和研究，了解岩体在长期 自然因素和人类活动作用下的变形、破 坏和演化规律，为工程安全和环境保护
第六章 岩体的工程地质性质及其分类
由以上试验结果可知：
（1）岩体的变形模量比岩块的小，而且受结构面发育 程度及风化程度等因素影响十分明显。
（2）不同地质条件下的同一类型的岩体，其变形模量 相差较大。
（3）试验方法不同、压力大小不同，得到的岩体变形 模量不同。 岩体与岩块比：弹性摸量E小，峰值强度低，残余强度低， 各向异性显著，相同荷载下的变形大。
岩体的变形是岩块变形和结构变形的总和。结构变形通 常包括结构面闭合、充填物的压密及结构体转动和滑动等变 形。
岩体变形=岩块变形+结构面闭合+充填物压缩+其他变形 在一般情况下，岩体的结构变形起着控制作用。 一、岩体变形试验及其变形参数确定
岩体的变形试验包括静力法和动力法两大类：
1. 基本方法 （1）静力法
β
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β间的关系为：
由上式可知：当围压σ3不变时，岩体强度(σ1－σ3) 随结构面倾角β变化而变化。
四 连续性 结构面的连续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。如下图所示，可按下式计算。
（1）抗剪断强度 ——是指在任一法向应力下，岩体沿新鲜岩石剪 切破坏时能抵抗的最大剪应力。 （2）抗剪强度 ——是指在任一法向应力下，岩体沿已有破裂面 剪切破坏时的最大应力。 （3）抗切强度 ——是指剪切面上的法向应力为零时的抗剪断强 度。
五 密度 结构面的密度反映结构面发育的密集程度。 1、线密度(Kd) 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) 指同一组结构面法线方向上两相邻结构面的 平均距离。
Kd与d互为倒数关系
结构面间距分级表
第5章 岩石的工程地质性质
岩石的空隙
(裂隙、孔隙)
闭空隙 大开空隙
开空隙
小开空隙
n Vv 100% (1 d ) 100% V s
总空隙率(n)
岩 总开空隙率(no) n0 Vv 0 100% V 石 V n 100 % 空 大开空隙率(nb) V 隙 小开空隙率(na) n V 100% n n V 率 Vvc 闭空隙率(nc) nc V 100% n n0
1、颗粒密度(ρ s) ρ s= ms/Vs • 2、块体密度(ρ ) ρ =m/V • 注意： （1）ρ s与ρ 的区别 (ρ s>ρ ) （2）ρ s与ρ 的单位 （g/cm3 kN/m3） （3）测试方法（ρ s---比重瓶法；ρ --量积法）
•
二、岩石的空隙性
• 岩石的空隙性系指岩石孔隙性和裂隙性 的统称。用空隙率表示(为岩石中空隙体 积与岩石总体积之比)。 • 岩石中的空隙有的与大气相通，称为开 空隙；有的与大气不相通，称为闭空隙。 开空隙又有大小之分。因此，可将岩石 的空隙率分为总空隙率、总开空隙率、 大开空隙率、小开空隙率及闭空隙率5种。
土的主要工程地质特征
• 多孔性和散体性：土由三相组成，
具多孔性和散体性，这是与其它 连续固体介质相区别的最主要特 征。
• 土具多样性
由于成土母岩不同和风化作用的历史不 同，在自然界中，土的种类繁多、分布 复杂、性质各异。 甚至在同一地区或同一地点，地基中可 能埋藏着多种土层。 同一土层的性质也因其所处环境不同而 有所差异。
vb b va a 0
b
空隙比 e VV s 1
Vs
d
工程意义： 是岩石物理性质 的一个重要指标。 对岩块和岩体的 水理、热学性质及 力学性质影响很大。 空隙率愈大→岩 石中的孔隙和裂隙 愈多→岩石的力学 性质越差(岩石的强 度愈小、塑性变形 越大），渗透性愈 大，抗风化能力愈 差等。
3岩石的工程地质性质_204807711
化学岩的工程地质性质 石灰岩 力学强度大多较高，抗水性弱(具溶解性)，地 下水的溶蚀形成喀斯特(Karst)空洞。是地下水的集中渗 流通道，地基中的不稳定区。 白云岩 力学强度较高，具有微弱的溶蚀性。 硅质岩 强度高，抗水性好，抗风化能力强。 沉积岩中分布最广的是石灰岩，其次是泥质岩（页岩和 粘土岩）和砂岩。
石林（石灰岩溶蚀地貌）
图片来自 /
石灰岩溶蚀地貌(Malham Cove, UK)
图片来自 /
石灰岩溶洞
石 灰 岩 溶 蚀 地 貌 ---
3. 岩石的抗风化能力 抗化学风化的能力，主要取决于其成分。 造岩矿物在地表风化条件下的化学稳定性 相对稳定性 很稳定的 较稳定的 1 较稳定的 2 较稳定的 3 不太稳定的 很不稳定的 造岩矿物 石英 白云母、正长石、酸性斜长石 白云石 (弱溶解性) 粘土矿物 (不易分解，但易软化) 方解石（易被溶蚀） 角闪石、辉石、黑云母、橄榄石、基性斜长 石 (易被分解)
5.岩石的风化带
风化作用使地表附近的岩石发生化学破坏和机械破碎，矿 物成份和完整性发生不同程度的改变，形成与原岩性质不 同的风化产物。 在垂直剖面上，从地表向下，岩石风化程度由深变浅，过 渡到新鲜岩石。
《岩土工程勘查规范》GB50021-2001划分出4种风化程 度的岩石：全风化、强风化、中等风化和微风化。
沉积岩的两种主要成分：石英和粘土矿物。 石英的化学稳定性最强； 粘土矿物在化学风化的条件下稳定性也较好，但是容易 受地下水的作用而软化，易发生物理风化。 沉积岩的组成成分，为地表风化产物，大部分具有较好 的抗化学风化能力。 岩浆岩，大部分为不稳定的硅酸盐矿物。在化学风化条 件下，易于被分解破坏。
4. 三大岩类的工程地质性质 (1) 岩浆岩的工程地质性质 绝大部分岩浆岩，力学强度高，透水性弱，抗水性强 （不软化，不溶解）。但同沉积岩相比抗风化能力较弱。 不同产状的岩浆岩略有差异： 深成岩浆岩： 矿物颗粒间结晶联结，力学强度高； 孔隙率小，透水性弱、抗水性强；岩体大、整体稳定性 好；良好的建筑地基和天然建筑石材。总体抗化学风化 能力较差。
详细的岩土特征基本知识分享
详细的岩土特征基本知识分享从岩石建造类型、结构面特征及其组成岩石的岩性和强度等特征分析，岩体可分为岩浆岩、变质岩、碎屑岩、碳酸盐岩和特殊岩石等5个工程地质岩类。
每个岩类再划分为若干岩组，共计18个岩组。
根据土体的成因类型、物质组成及工程特征，土体划分为两类11个组。
具体内容如下：岩体工程地质特征1、岩浆岩类（1）坚硬—软弱块—层状基性喷出岩。
火山熔岩为块状，较坚硬—坚硬，干抗压强度48.0—193.0兆帕，软化系数0.64—0.99，岩体稳定性较好；火山碎屑岩为似层状或层状，软弱—较坚硬，干抗压强度10.9—56.0兆帕，软化系数0.43—0.54，岩体稳定性差。
力学强度的高低与岩石的节理裂隙发育和风化程度有关。
中等风化玄武岩强度为微风化—新鲜的20—50%；火山碎屑岩易受风化，中等风化的锤击易碎。
（2）坚硬—较坚硬层状中—酸性喷出岩。
岩石干抗压强度多大于108兆帕。
流纹岩垂直和水平方向上的力学强度变化较大，在一定条件下可成为岩组中相对软弱的夹层。
使岩体稳定性变差。
（3）坚硬块状侵入岩。
岩石以中—粗粒或斑状结构为主，块状构造，新鲜者致密坚硬，裂隙不发育，力学强度普遍较高，尤其是新鲜花岗岩，抗压强度一般大于98兆帕。
2、变质岩类（1）软硬相间薄—中厚层状变质砂页岩。
岩层厚薄不等，软硬相间，岩石的完整性和抗风化能力差异很大，力学强度各向异性。
片岩、千枚岩、板岩等软弱岩石，节理裂隙较发育，垂直干抗压强度12.0—113兆帕；石英岩、变质砂岩、硅质岩等硬质岩石，较坚硬—坚硬，垂直干抗压强度43.0—260兆帕，最高达338兆帕。
风化岩石干抗压强仅40—90兆帕。
（2）坚硬块状混合岩类。
岩石呈块状，完整性好，坚硬，干抗压强度59—196兆帕，强风化者为22兆帕。
（3）软弱碎裂状构造岩。
岩石破碎，透水性强，压碎花岗岩垂直饱和抗压强度为73兆帕，部分小于20兆帕。
3、碎屑岩（1）软弱—较坚硬，中—厚层状红色砂泥岩。
岩、土体工程地质特征
根据岩石建造类型、结构面特征及其组成岩石的岩性和强度等特征，岩体分为岩浆岩、变质岩、碎屑岩、碳酸盐岩和特殊岩石等5个工程地质岩类。
每个岩类再划分为若干岩组，共计18个岩组。
根据土体的成因类型、物质组成及工程特征，土体划分为两类11个组。
(一)岩体工程地质特征1.岩浆岩类(1)坚硬—软弱块—层状基性喷出岩。
火山熔岩为块状，较坚硬—坚硬，干抗压强度48.0—193.0兆帕，软化系数0.64—0.99，岩体稳定性较好；火山碎屑岩为似层状或层状，软弱—较坚硬，干抗压强度10.9—56.0兆帕，软化系数0.43—0.54，岩体稳定性差。
力学强度的高低与岩石的节理裂隙发育和风化程度有关。
中等风化玄武岩强度为微风化—新鲜的20—50%；火山碎屑岩易受风化，中等风化的锤击易碎。
(2)坚硬—较坚硬层状中—酸性喷出岩。
岩石干抗压强度多大于108兆帕。
流纹岩垂直和水平方向上的力学强度变化较大，在一定条件下可成为岩组中相对软弱的夹层。
使岩体稳定性变差。
(3)坚硬块状侵入岩。
岩石以中—粗粒或斑状结构为主，块状构造，新鲜者致密坚硬，裂隙不发育，力学强度普遍较高，尤其是新鲜花岗岩，抗压强度一般大于98兆帕。
2.变质岩类(1)软硬相间薄—中厚层状变质砂页岩。
岩层厚薄不等，软硬相间，岩石的完整性和抗风化能力差异很大，力学强度各向异性。
片岩、千枚岩、板岩等软弱岩石，节理裂隙较发育，垂直干抗压强度12.0—113兆帕；石英岩、变质砂岩、硅质岩等硬质岩石，较坚硬—坚硬，垂直干抗压强度43.0—260兆帕，最高达338兆帕。
风化岩石干抗压强仅40—90兆帕。
(2)坚硬块状混合岩类。
岩石呈块状，完整性好，坚硬，干抗压强度59—196兆帕，强风化者为22兆帕。
(3)软弱碎裂状构造岩。
岩石破碎，透水性强，压碎花岗岩垂直饱和抗压强度为73兆帕，部分小于20兆帕。
(1)软弱—较坚硬，中—厚层状红色砂泥岩。
岩石呈不等厚互层状。
力学强度因岩性不同而异。
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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
或炭质含量高、遇水易软化、延伸较广和厚度较薄 的软弱岩层。软弱夹层具有明显的低强度和高压缩 性，大约是坚硬岩层的1/5～1/50。 一般软弱夹层的强度和变形参数如下：
磨擦系数 f＜0.5 饱和抗压强度 Rb≤10MPa 变形模量 E0≤1000MPa 软弱夹层是控制岩体稳定性的极端重要的因素许多工 程的失事均与此有关。
下三类。 1、沉积结构面 层面 沉积间断面 沉积软弱夹层等 沉积软弱夹层的强度低，遇水易软化。
2、火成结构面 岩浆侵入、喷出后冷凝过程中形成的结构面 3、变质结构面 残留的变余结构面 变成的重结晶结构面 （二）构造结构面 节理 劈理 断层 层间剪切带等。 节理面分布最广泛，断层的延伸规模很大。 （三）次生结构面 由风化作用、卸荷及人类活动所形成的结构面 卸荷裂隙 风化裂隙 风化夹层 泥化夹层等
力，即
Z H
若把岩体看作各向同性的弹性体，则由广义虎克定
律可得： x y 1Z Z
式中： H---为该点的深度；
－为岩石的平均重度；
－为岩石的泊松比；
－为侧压力系数。
对于大多数坚硬岩体；=0.2～0.3，故自重应力场
造成的水平应力、约等于垂直应力的25%～43%
2．构造应力 由构造运动所引起的，随空间和时间变化的，一般为水平应力，
形成泥化夹层一般认为必须具备下述三个条件。
（1）物质基础。粘土岩类夹层是泥化夹层形成 的物质基础。
（2）构造作用。构造作用可以破坏原来粘土岩 夹层的完整性，为地下水的渗入提供通道；同 时，原岩的矿物颗粒联接也会受到严重的破坏， 为泥化提供了重要的有利条件。
（3）地下水的作用。水在粘粒周围形成结合水 膜，使颗粒进一步分散，颗粒间连接力减弱， 含水量增加，使粘土岩夹层处于塑态甚至接近 流态，即产生了泥化。
（一）软弱夹层的成因与分类 原生 次生 一般按成因将软弱夹层分为 沉积型、火成型、变质型、构造型、风化型及充填型 （二）软弱夹层的特性 软弱夹层的物理力学性质与夹层的物质组成、颗粒大
小、含水量及起伏程度等多种因素有关。无论那种 软弱夹层与围岩相比，都具有单轴抗压强度低，峰 值磨擦系数小，变形模量小等特征，因而工程性质 普遍较差，以泥化夹层最为突出。
图5-6 岩体变形曲线的三种基本类型 （a）直线型 （b）上凹型 （c）上凸型
二、岩体的流变特征 流变:应力或变形随时间而变化的性质称。 流变性有蠕变和松驰两种表现形式。 蠕变：指在应力一定的条件下，变形随时间的持续而逐
渐增长的现象。 松弛：指在变形保持一定时，应力随时间的增长而逐渐
减小的现象。 典型的蠕变曲线可分为以下三个阶段。 （1）初始蠕变阶段 （2）等速蠕变阶段 （3）加速蠕变阶段
第二节 岩体的主要力学特性
一、岩体的变形特征
岩体的变形通常包括结构面
和结构体变形两部分。
应力-应变曲线分为四个阶段；
OA节理压密闭 AB弹性变形阶段 BC微破裂或塑性变形；
图5-4 岩石、岩体 与 结 构 面 的 σ-ε 关系曲线
CD破坏阶段。
对多数岩体而言，一般建筑物的荷载远达不到岩体的极限强度值。 因此，设计人员所关心的主要是岩体的变形特性。
在20世纪以前，由于生产规模和科学水平的限 制，人们认为建筑物的安全仅与岩石的软硬有 关、很少怀疑其整体稳定性。后来，随着生产 和科学技术的发展，修建在岩基上的工程日益 增多，规模也愈来愈大，出现了一些工程灾难 性工程事故，使人们认识到，岩石地基的好坏 不仅取决于岩石本身强度，而且还与多种因素 有关，从而提出了岩体的概念，并开始注意有 影响的其他因素。
具有很强的方向性。目前，岩体的构造应力无法用理论方法进 行计算，而只能采用现场应力量测的方法来求得。
二、天然应力分布的规律
1、岩体中存在三向不等的空间应力场 岩体中存在三向应力且经常是不相等的，垂直应力通常是最小主
应力 ，表明多数地区均存在构造应力。两个水平主应力也并不 一定水平，其倾角多在10°～25°，最大不超过30°。 2．水平应力与垂直应力的关系 在地表及浅层地层中，大多数K>1，随着深度增加，就会出现 K=1的现象，这个深度成为临界深度。 3．水平应力具有强烈的方向性
变形模量或弹性模量是表征 岩体变形的重要参数。
岩体在荷载作用下对应于每 一级压力的变形，
均有
弹性变形
残余变形
变形模量和弹性模量分别为
p e
Ee e
图5-5 岩体的弹性变形 εe与残余变形εp
岩体在加载变形过程中，其压力（P）与变形 （W）的关系曲线通常为下列三种类型：
直线型：是岩体完整，裂隙少、致密的反应。 上凹型：反映出岩体中节理发育且充填不好。 上凸型：反映了岩体表层坚硬，深部软弱岩层。