Chapter 4.1 岩体的结构特征
4.1.岩体结构面的几何特征
第四章 岩体的基本力学性质岩体是由岩块和结构面组合的天然地质体，其变形与强度不仅取决于它的受力状态，而且取决于岩体本身特征及赋存环境。
影响岩体基本力学性质的主要因素可概括为：（1）组成岩体的岩石材料性质；（2）组成岩体的结构面力学性质；（3）岩体中结构面的发育组合状态；（4）赋存环境，包括地下水、气和地应力的作用等等。
正是由于这些复杂因素的影响，使得岩体的力学性质与岩块有显著的差别，造成岩体变形增加，强度降低，显示出非均质、非连续、各向异性和非弹性等非线性性质。
本章首先讨论主要影响因素的特征，进而讨论岩体的变形性质和强度性质。
4.1.结构面的几何特征结构面对岩体力学性质的影响因素主要表现在结构面自身的力学性质和及其几何特征两方面。
其中几何特征通常包括：结构面的空间方位、连续性、密度、张开度、形态等；进一步研究还包括这些表述结构面几何特征指标的分布概率和结构面的空间组合关系对岩体力学性质或岩体工程稳定性的影响。
本节仅含前者。
4.1.1.结构面的空间方位结构面的空间方位，地质学中称为结构的产状，由走向、倾向和倾角表示。
其中：走向是指结构面与水平面相交的交线方向；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；倾角度是指水平面与结构面之间所夹的最大角度。
可见结构面走向和倾向可以互相转换，所以，结构面产状有时又用倾向和倾角来表示。
为了便于结构面的数学表达，建立如图4.1(a)所示的坐标系，结构面就视为该坐标系中的一个空间平面。
并约定：向上为z 轴正向，向东为x 轴正向，向北为y 轴正向；结构面产状由倾向角β和倾角α确定。
由图4.1（a ）的几何关系可见，结构面的倾向角则为空间平面倾向与y 轴(正北向)的夹角；结构面倾角则为空间平面外法线与z 轴的夹角，如图4.1(b)所示，图中，ˆn表示结构面（空间平面）外法线。
设为单位矢量ˆn，则ˆn 在坐标轴,,x y z 上的分量分别为：sin sin αβ，sin cos αβ，cos α。
4补充岩体结构和工程地质特性
4.2.1 岩体变形测试技术、变形特性及参数取值
岩体变形试验——承压板试验 现场试验加压方式
4.2.1 岩体变形测试技术、变形特性及参数取值
岩体变形试验——承压板试验 现场试验变形稳定判定标准
4.2.1 岩体变形测试技术、变形特性及参数取值
（cm3）的百分比 n Vv V
孔隙比e
e Vv V Vv
孔隙度n与孔隙比e之间的关系
n e 或 e n
1 e
1 n
4.2.1岩石的主要物理性质 4) 吸水率Wa和饱和吸水率Wsa
Wa
mw1 ms
100%
Wsa
mw1 ms
100%
饱水系数kw
kw
Wa Wsa
3) 进一步反映“原位岩体”的变形模量，可以利用硐壁波速与 穿透波速之间的关系，建立新的关系
ln E0 7.57lnVp 62.18
4.2.1 岩体变形测试技术、变形特性及参数取值
岩体变形参数取值举例：李家峡水电站
4.2.1 岩体变形测试技术、变形特性及参数取值
岩体Байду номын сангаас形参数取值举例：李家峡水电站
X(m)
Z(m)
Y(m)
4.2.1 岩体变形测试技术、变形特性及参数取值
岩体变形参数取值
c. 根据岩石、岩体的优劣，利用饱和抗压强度Rb获得E0（野外 所取得的岩石要能充分反映不同部位或不同工程地质单元的
4.2 岩体的主要物理力学特性
4.2.1岩石的主要物理性质 1) 密度和重度 2) 相对密度（比重） 3) 孔隙度（孔隙率） 4) 吸水率和饱和吸水率
岩体的结构特征
§1. 岩体的结构特征结构面——不连续面，切割岩体的各种地质界面岩体结构体——结构面切割岩体形成的大小、形状各异的快体岩体结构特征：结构面、结构体的形状、规模、性质及组合关系的特征一、结构面的成因类型（一）原生结构面成岩过程中形成的1. 沉积结构面：层理、层面、沉积软弱夹层、沉积间断面2. 火成结构面岩浆侵入、喷溢及冷凝过程中形成的结构面eg：流层、冷凝节理、接触面冷凝节理——张性节理：岩体稳定、渗漏形成破碎带或围岩蚀余带的——软弱结构面接触面——熔合好——强度高3. 变质结构面变余结构面：层面上有云母、绿泥石等鳞片状矿物变成的重结晶结构面：片理、片麻理发育，因此岩性软弱，易水化——软弱夹层（二）次生结构面后期地质作用形成1. 内动力形成的结构面——构造结构面eg：节理、劈理、断层面2. 外动力形成的结构面作用：风化作用，卸荷作用（滑坡面）、人为（爆破）风化裂隙：风化夹层卸荷裂隙：岩体剥蚀，人工开挖→应力状态改变，应力释放形成爆破裂隙：二、结构面特征和野外试验标准化委员会于1978年提出《岩体不连续面定量描述的建议方法》规定：从方位张开度等方面研究间距充填度连续性渗流粗糙度节理组数侧壁强度块体大小结构面规模分级三、软弱夹层1.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。
2.分类：软岩夹层、碎块夹层、泥化夹层 包括：岩块岩屑型、岩屑夹泥型、泥夹 岩屑型及泥型（GB50287-99,附录D)等。
3.泥化夹层：结构松散，密度小，含水量大，强度低，变形量大 • 泥化夹层的形成条件：物质基础、构造作用、地下水的作用。
①物质基础：粘土岩类夹层粘粒含量越高，蒙脱石组粘土矿多→有利②构造作用③地下水作用：结合水膜→粒间连接力减小→岩石处于塑态四、结构体类型：柱状、板状、锥状等五、岩体结构类型：整体块状结构、层状结构、碎裂结构、散体结构§2. 岩体的主要力学特征岩体与岩块力学性质差异大贯穿整个工程区 的次一级断裂区域内的大断裂某建筑物地基内的小型断层、 大节理卸荷裂隙某范围的节理劈理构造小的裂隙一、岩体的变形特征1. 岩体变形结构面变形结构体变形2. 岩体变形过程调整表现形式：岩体的应力——应变曲线分析：①微裂隙闭合阶段：OA——凹状缓坡：节理压密闭合→岩石变压应力较低，岩石中微裂隙闭合，所以曲线先缓后陡，斜率度大，应变速度减小②直线变形阶段：岩石变形表现为微裂隙完全闭合，孔隙被压缩，岩石中颗粒都受挤压，发生弹性变形，应变、应力呈线性关系增长AB——结构面压密后弹性变形③破损阶段：当压力达到弹性极限以后，岩石产生新的破裂面，原闭合裂隙增大，发生塑性变形BC——岩体发生破裂、塑性变形④破坏阶段CD ——岩体全面破坏C ——峰值强度，应力极限3. 据变形特征、岩石力学性质分类（1）弹性岩石：岩石在外力作用下有明显弹性变形量（2）弹塑性岩石：弹性变形量<塑性变形（3）塑性——熔变性岩石4. 表征岩体变形的参数 （1）变形模量（E 0）最大应力（σ）与应变（ε）的比值 E 0=εσ=eP εεσ+ E 0越大，岩体越好（2）弹性模量（E e ）： E e =eεσ二、岩体的流变特征 1. 流变性：蠕变、松弛工程建筑中，应力较低时岩体就产生蠕变，并不须荷载很高蠕变：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，应力随时间增长而逐渐减小 流变岩体：软弱岩石、软弱夹层、碎裂及松散岩体 2. 蠕变（1）分类稳定蠕变：较小恒定荷载作用下，变形ε随t 增加，变形V 减小→稳定非稳定蠕变: 当恒定荷载超过某一极限值变形随t 增高,最终导致→破坏§3.岩体的天然应力状态一、地应力1. 概念：地壳岩体在天然状态下所具有的内应力，分布于岩体的每个质点上2.岩体自重应力 主类型 天然地应力构造应力变异应力——岩体中存在+应力、流体应力感生地应力：工程活动对岩体施加的应力三、天然应力分布规律 1. 岩体中存在三向不等的空间应力场σz ——垂直应力，一般最小σx 、σy ——水平应力，并不水平，倾角100~25 02. 利用天然应力比值系数K 分析（垂直应力与水平应力关系） zyx z K σσσσ== ①K=0 σx =σy =0 少见 ②0<K<1 σx <σz 或σy <σz14% ③K=1 σx =σz 11%④K>1σx >σz75%3. 水平应力具有强烈方向性应力释放区河谷地区地应力场应力集中区应力平稳区河谷由浅入深：应力释放区→应力集中区→应力平稳区应力<20MPa→急剧上升,达60MPa→减少至平稳,20MPa河谷周遍山体中：边坡→深部释放→集中→平稳<20MPa 升至35MPa 25MPa四、地应力研究的工程意思1. 总体：低应力区岩体松弛、漏水、风化带深高应力区开挖卸荷引起岩体变形破坏2. 地应力的高低划分以岩石强度R b/最大水平主应力的比值来确定法国: <2 高应力区2~4 中高应力区>4 低应力去中国: <4 极高应力区4~7 高应力区水平应力<自重引起低应力3. 高地应力对工程影响（1）基坑底部隆起、剥离破坏隆起轴线与最大水平主应力垂直（2）基坑边坡的剪切滑移葛洲坝二江电站厂房地基开挖时，当地含多层软弱夹层，当开挖一层时，产生向临室面滑动，开挖到3二层时，卸荷引起沿三层产生位移，测得边坡位移方向与最大水平主应力方向一致（3）地下洞室产生大的收敛变形洞室轴线与最大水平应力垂直时，产生收敛变形，软岩向洞内挤出“吐舌头”现象（4）地下洞室施工中产生岩爆1985年，天生桥二级电站引水隧洞发生岩爆，最大爆落方量22m3，最大爆深1.1m，最大面积84m2§4. 岩体的工程分类。
4第一章_岩体的结构类型及其工程地质评价
泥化夹层特性：
1、由原岩的超固结胶结式结构变成了泥质散状结 构或泥质定向结构 2、粘粒含量很高 3、含水量接近或超过塑限 4、密度比原岩小 5、常具有一定的胀缩性 6、力学性质比原岩差 7、强度低 8、压缩性高 9、易ral element)指岩体中被结构面切 割围限的岩石块体。它不同于岩块的概念。 结构体的规模取决于结构面的密度，密度愈小，结 构体的规模愈大,与结构面对应,划分为五级。
以原生构造节理为主，多呈闭合型， 裂隙结构面间距大于15m，一般 整体性强度高，岩体稳定， 不超过1～2组，无危险结构面组成 可视为均质弹性各向同性体 的落石掉块
块状结 构
只具有少量贯穿性较好的节理裂隙， 整体强度较高，结构面互相 块状、 裂隙结构面间距0.7～1.5m。一般为 牵制，岩体基本稳定，接近 柱状 2～3组，有少量分离体 弹性各向同性体 层状、 板状、 有层理、片理、节理，常有层间错 动面 透镜 体 断层、断层破碎带、片理、层理及 层间结构面较发育，裂隙结构面间 距0.25~0.5m，一般在3组以上，由 许多分离体形成 断层破碎带交叉，构造及风化裂隙 密集，结构面及组合错综复杂，并 多充填粘性土，形成许多大小不一 的分离岩块 接近均一的各向异性体，其 变形及强度特征受层面及岩 层组合控制，可视为弹塑性 体，稳定性较差 完整性破坏较大，整体强度 很低，并受断裂等软弱结构 面控制，多呈弹塑性介质， 稳定性很差 完整性遭到极大破坏，稳定 性极差，岩体属性接近松散 体介质
结构体：岩体中被结构面切割而成的岩石块体。
三、软弱夹层的工程地质研究
所谓的软弱夹层一般是指严重挤压破碎带、断层糜棱 岩(包括断层泥)、泥质岩层、粘土质粉砂岩、层间蚀 变带和常以夹层状态存在的构造粘土。 软弱夹层是拱坝坝基及坝肩处理时经常碰到的主要问 题之一，控制着拱坝的坝肩稳定以及边坡稳定、坝基 防渗。软弱夹层的存在对水工建筑物造成一定的影响。 处理夹层往往需要大量的工程费用，有时还会影响到 总的工期，若对其研究不够或事先未查清软弱夹层问 题，或处理工程措施不当，都将对工程安全造成隐患。 因此，拱坝设计中对软弱夹层问题应当予以充分的重 视。我国的龙羊峡、李家峡等拱坝工程中都碰到了软 弱夹层的问题，故在软弱夹层的处理与研究方面积累 了丰富的经验。
4.1~4.2 岩体的结构特征与主要力学特征
2、典型的蠕变曲线
恒定荷载大小不同分为两 种类型：一类是在较小的 恒定荷载作用下（ σ<σ∞）， 变形随时间增长，变形速 率递减最后趋于稳定；另 一类恒定荷载超过某一极 限后（ σ〉σ∞），变形随 时间不断增长，最终导致 破坏。 典型蠕变曲线可分为以下 三个阶段： 初始蠕变阶段，OA段，变 形速率逐渐减少，又称阻 尼蠕变阶段。 等速蠕变阶段，AB段，变 形缓慢平稳，应变随时间 呈等速增长。 加速蠕变阶段。BC段，变 形速率加快直到破坏。 岩石长期强度：长期应力超过某一临界应力时，岩石才经蠕变破坏，这一 临界应力称为岩石长期强度。取决于岩石及结构面的性质和含水量等因素
软弱夹层
特点
厚度薄
多呈相互平行，延伸长度和宽度不一的多层状
结构松散
岩性、厚度、性状和延伸范围，常有很大变化
力学强度低，与其结构、矿物成分和颗粒组成有关
泥化夹层 特点
成分：粘粒含量明显增多
结构：由固结或超固结变成了泥质散状结构
物理状态：干容重减小,天然含水量增高,接近塑限
具有一定的膨胀性
4、动弹性模量（Ed） 岩体中的一点受动载荷冲击后将产生振动，这种振 动以弹性波的形式向外扩散。 在生产上用动力法测定岩体的动态变形参数。 5、岩体静弹性模量（Ee）与动弹性模量（Ed）关系。 E e = jE d
J是折减系数，与岩体完整性有关。
二、岩体的流变特性
1、定义
流变性：物体在外部条件不变的情况下，应力或变形 随时间而变化的性质。有蠕变和松弛。
岩体地质与结构特征
分布上往往呈不连 续状，透镜状，延 展性差，且主要在 地表风化带内发育
一般为泥质物充填，水理性质 很差
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地 基处理
第一章 岩体的地质与结构特征
(一)地质成因类型
1.原生构造面岩体在成岩过程中形成旳构造面。 沉积构造面是沉积岩在沉积和成岩过程中形成旳，有层理
3.次生构造面 是岩体形成后在外营力作用下产生旳构造面， 涉及卸荷裂隙、风化裂隙、次生夹泥层和泥化夹层等。
第一章 岩体的地质与结构特征
(二)力学成因类型
1、张性构造面是由拉应力形成旳，如羽毛状张裂面、纵张 及横张破裂面、岩浆岩中旳冷凝节理等
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
衡量岩块旳风化程度旳指标： 定性指标主要有：颜色、矿物蚀变程度、破碎程
度及开挖锤击技术特征等。 定量指标主要有风化空隙率指标和波速指标等。
第一章 岩体的地质与结构特征
风化空隙率指标(Iw)：迅速浸水后风 化岩块吸入水旳质量与干燥岩块质量 之比。
波速指标
•纵波波速（cp）
•波速比(kv)
kv
vcp vrp
Ⅳ级构造面主要控制着岩体旳构造、完整性和物理 力学性质，数量多且具随机性，其分布规律具统计 规律，需用统计措施进行研究。
Ⅴ级 又称微构造面。常包括在岩块内，主要影响岩 块旳物理力学性质，控制岩块旳力学性质。
第一章 岩体的地质与结构特征
三、 产状
走向、倾向、倾角 构造面与最大主应
力间旳关系控制着 岩体旳破坏机理与 强度。
第一章 岩体的地质与结构特征
构造面旳粗糙度用粗糙度 系JRC(joint roughness coefficient)表达。
岩体的力学特征
A，t－回归参数
V Vmc
（4-12）
4.3 结构面的变形特性
4.3.1 结构面的法向变形特性
ξ为原位应力，由所测的法向变形∆V的初始条件决定。 当∆V= 0 时， ξ 为曲线与纵坐标轴（轴）上截距的数
值（图b）；
4.3 结构面的变形特性
4.3.1 结构面的法向变形特性
当A=t=1时，式（4-12）变成双曲线形式, ∆V与1/ 的关系如图c所示。
h-为2 每个接触面的面积; -为泊松比；E-为弹性模量。
按弹性力学布辛涅 斯克公式计算齿状 节理接触面弹性变 形引起的闭合变形
4.3 结构面的变形特性
4.3.1 结构面的法向变形特性
4.3 结构面的变形特性
4.3.1 结构面的法向变形特性
（二）结构面的法向闭合变形
齿状（点）接触，开始是齿顶的压缩→压碎→闭合；
(8) 结构面的组数和岩块尺寸
岩体中结构面的组数反映了结构面的发育程度，而 结构面组数的多少，又可反映岩休被结构面切割所形 成的岩块的大小。
4.2 岩体结构面分析
4.2.2 结构面的分类
（一）按结构面的成因分类 1.原生节理：成岩过程中形成的结构面。代表性的是
岩层的层面、柱状节理面等。 2.构造节理：构造运动所形成的结构面。断层、岩体
较大，可能影响结构面的局部产状。 对结构面的强度具有较大影响的，主要取决于粗糙
度。结构面越粗糙其抗剪强度也会越高。
4.2 岩体结构面的分析
4.2.1 结构面定量描述的基本参数
(5) 结构面面壁强度
结构面是由两个表面组成。当结构面的面壁风化程 度与母岩很接近，则其强度与母岩一致；风化程度与 母岩相差较大时，显然其强度将要小得多。
第四章岩体的工程地质特性
坚硬岩体 I、II
0.24-0.26
中硬岩体 III
0.27-0.9
软岩 IV
0.30-0.31
断层带 V
0.32-0.33
岩体变形测试技术、变形特性及参数取值
动力法测岩体动弹性模量
动力法或弹性波法（地震法、声波法） 基本公式
Ed
V
2 p
1 1 2u 1 u
碎块夹层：粒径＞2mm的粗碎屑占80%以上，粘粒含量低于 10%。面起伏较大，应力应变关系复杂， f’=0.45-0.6， E0=200~1000MPa。 如隧洞稳定
碎屑夹层：粒径＞2mm的粗碎屑占30～50%以上，2～0.5 mm的粗碎屑占30%以上，粘粒占10-30%， f’=0.30-0.45， E0=50~200MPa。 如隧洞稳定
岩体变形测试技术、变形特性及参数取值
岩体变形试验——承压板试验
获得的参数：变形模量E0、弹性模量Ee 变模E0与弹模Ee的经验关系： Ee 1.5 ~ 2.0E0
基本原理：弹性半无限空间的Boussniesq课题。当测点在板
内时的计算公式
p
W0
1
2 4E0
岩体变形测试技术、变形特性及参数取值
岩体变形试验——承压板试验 压力～变形曲线与应力～应变关系
岩体变形测试技术、变形特性及参数取值
岩体变形试验——承压板试验 试验曲线类型及特征 a. 直线型：坚硬岩体或碎裂岩体，比较均匀，E0=Ee，各级荷载
下进行计算均可以。
P
U
岩体变形测试技术、变形特性及参数取值
三、软弱夹层
基本定义：软弱夹层（尤其是泥化夹层）是岩体中非常软弱 的结构面，是坝基岩体、边坡岩体和洞室围岩稳定性的制约 因素。一般软弱夹层的强度和变形参数：
岩体结构特征和岩体力学特征
平推断层是由于岩体受水平扭应力作用，使两盘沿断层面发生相对水平位移的断层。 由于多系受剪(扭)应力形成，因此大多数与褶皱轴斜交，与“x”节理平行或沿该节理形成，其 倾角一般是近于直立的。这种断层的破碎带一般较窄，沿断层面常有近水平的擦痕。
隙的总体积与岩石总体积的比，以百分数计。 未受风化或构造作用的侵入岩和某些变质岩，其孔隙度一般是很小的，而砾岩、砂岩等一些
沉积岩类的岩石，则经常具有较大的孔隙度。
3）吸水性 岩石的吸水性一般用吸水率表示，反映岩石在一定条件下(在通常大气压下)的吸水能力。在
数值上等于岩石的吸水重量与同体积干燥岩石重量的比，也以百分数计。岩石的吸水率与岩石 孔隙度的大小、孔隙张开程度等因素有关。岩石的吸水率大，则水对岩石颗粒间结合物的浸润、 软化作用就强，岩石强度和稳定性受水作用的影响也就显著。
（3）碎裂结构。其中镶嵌结构岩体结构体为硬质岩石，具有较高的变形模量和承载能力，工 程地质性能尚好。而层状碎裂结构和碎裂结构岩体变形模量、承载能力均不高，工程地质性质 较差。 （4）散体结构。岩体节理、裂隙很发育，岩体十分破碎。岩石手捏即碎，属于碎石土类。
二、岩体的力学特性 （一）岩体的变形特征
谢 谢！
岩石的抗压强度和抗剪强度，是评价岩石(岩体)稳定性的指标，是对岩石(岩体)的稳定性进 行定量分析的依据。
（2009）某岩石的抗压强度是 200MPa，其抗剪强度和抗拉强度可能约为（ ）。 A. 100MPa 和 40MPa B. 60MPa 和 20MPa C. 10MPa 和 2MPa D. 5MPa 和 1MPa 答案：B 解析：抗剪强度约为抗压强度的 10%～40%，题中抗剪强度为 20～80MPa，抗拉强度仅是抗 压强度的 2%～16%，题中抗拉强度为 4～32MPa，故 B 正确。
4.1.岩体结构面的几何特征
第四章 岩体的基本力学性质岩体是由岩块和结构面组合的天然地质体，其变形与强度不仅取决于它的受力状态，而且取决于岩体本身特征及赋存环境。
影响岩体基本力学性质的主要因素可概括为：（1）组成岩体的岩石材料性质；（2）组成岩体的结构面力学性质；（3）岩体中结构面的发育组合状态；（4）赋存环境，包括地下水、气和地应力的作用等等。
正是由于这些复杂因素的影响，使得岩体的力学性质与岩块有显著的差别，造成岩体变形增加，强度降低，显示出非均质、非连续、各向异性和非弹性等非线性性质。
本章首先讨论主要影响因素的特征，进而讨论岩体的变形性质和强度性质。
4.1.结构面的几何特征结构面对岩体力学性质的影响因素主要表现在结构面自身的力学性质和及其几何特征两方面。
其中几何特征通常包括：结构面的空间方位、连续性、密度、张开度、形态等；进一步研究还包括这些表述结构面几何特征指标的分布概率和结构面的空间组合关系对岩体力学性质或岩体工程稳定性的影响。
本节仅含前者。
4.1.1.结构面的空间方位结构面的空间方位，地质学中称为结构的产状，由走向、倾向和倾角表示。
其中：走向是指结构面与水平面相交的交线方向；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；倾角度是指水平面与结构面之间所夹的最大角度。
可见结构面走向和倾向可以互相转换，所以，结构面产状有时又用倾向和倾角来表示。
为了便于结构面的数学表达，建立如图4.1(a)所示的坐标系，结构面就视为该坐标系中的一个空间平面。
并约定：向上为z 轴正向，向东为x 轴正向，向北为y 轴正向；结构面产状由倾向角β和倾角α确定。
由图4.1（a ）的几何关系可见，结构面的倾向角则为空间平面倾向与y 轴(正北向)的夹角；结构面倾角则为空间平面外法线与z 轴的夹角，如图4.1(b)所示，图中，ˆn表示结构面（空间平面）外法线。
设为单位矢量ˆn，则ˆn 在坐标轴,,x y z 上的分量分别为：sin sin αβ，sin cos αβ，cos α。
4 工程岩土学_岩体的物质成分和结构特征
Dr. Han WX
MgCO3）
硅质（蛋白石、玉髓、石英）
工程岩土学 第四章 岩石的物质成分和结构特征§4 岩石中的空隙（包来自微裂纹） Dr. Han WX
天然岩石中包含不同数量、不同成因的粒间孔隙和微裂隙，统称为空隙 空隙的生成 岩石形成过程中产生：结晶残留孔隙、粒间孔隙 岩石形成后产生： 溶孔
Dr. Han WX
18
工程岩土学 第四章 岩石的物质成分和结构特征
§3 颗粒密度的基本特征 三、颗粒间的联结
颗粒间的牢固联结是岩石的一种重要特征． 联结性质 结晶联结：火成岩、变质岩 胶结联结：碎屑沉积岩 钙质（CaCO3 胶结物成分 颗粒间的联结特征 胶结类型 粘土质、铁质 基底式 填充式 接触式 退化，联结变差 联结程度 进化，联结变好
V
21
工程岩土学 第四章 岩石的物质成分和结构特征
§4 岩石中的空隙（包括微裂纹） 一、孔隙
2) 吸水率：常压下饱水（即大开空隙饱水）时所能吸入的水的质量 (Mw1)与干燥岩石质量(Ms)之比
W1 M w1 V n 100% v 0b w n0b w 0b Ms Ms d d
hanwx工程岩土学工程岩土学第四章第四章岩石的物质成分和结构特征岩石的物质成分和结构特征概述概述drhanwx工程岩土学工程岩土学第四章第四章岩石的物质成分和结构特征岩石的物质成分和结构特征概述概述由于岩石的形成条件和经过漫长的地质历史时期形成各种不连续的结构面不整合面断裂面层理裂隙节理结构面破坏了岩石的完整性dr
5
Dr. Han WX
工程岩土学 第四章 岩石的物质成分和结构特征
§1 概述 变质岩 Dr. Han WX
◈ Marble （大理岩）
岩体构造特征
岩体构造特征嘿，朋友们！今天咱来聊聊岩体构造特征。
这可真是个有意思的事儿啊！你想想看，那山体就像是大地的脊梁，而岩体呢，就是组成这脊梁的一块块骨头。
有的岩体呀，就像个倔强的小孩，硬邦邦地立在那里，纹丝不动；有的呢，则像是会变形的魔术大师，有着各种奇奇怪怪的形状。
比如说节理吧，那就是岩体上的一道道缝隙，就好像是大地的皱纹一样。
可别小瞧了这些皱纹，它们能决定山体稳不稳固呢！有时候看着那些纵横交错的节理，我就忍不住想，这是不是大地在跟我们讲它经历过的故事呀。
还有断层呢，这可厉害了！就好像是岩体被什么巨大的力量给扯开了一道大口子。
这大口子有时候能让两边的岩体错开得老远老远，就像是两个闹别扭的小伙伴，谁也不理谁。
你说神奇不神奇？褶皱呢，就像是岩体被一双大手揉来揉去，变成了各种弯弯扭扭的形状。
有的像波浪一样起伏，有的像弯弯的月牙，多有意思啊！这让我想起小时候玩的橡皮泥，我们可以把它捏成各种形状，这大地是不是也有双神奇的手在摆弄这些岩体呀？岩体的构造特征可不单单是好看好玩哦，它对我们的生活影响可大啦！比如说建房子吧，如果不了解下面岩体的构造特征，说不定哪天房子就歪了、倒了，那可不得了！还有挖矿的时候，要是不搞清楚岩体的情况，那不是很容易出危险嘛。
咱再说说那些巨大的山峰，它们那雄伟的身姿，不就是岩体构造特征的杰作嘛！那陡峭的崖壁，说不定就是断层造就的呢；那连绵起伏的山脉，说不定就是褶皱的功劳。
所以啊，朋友们，可别小看了这岩体构造特征。
它就像是大地的秘密语言，等着我们去慢慢解读。
我们得好好去研究它、了解它，这样才能和大地更好地相处呀！这不就是我们和大自然之间的一种奇妙联系嘛！好好去感受这些岩体构造特征的魅力吧，你会发现一个全新的、神奇的世界就在我们身边呢！。
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4.1 岩体的结构特征Structure Characteristics of rock mass
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☐概述
☐结构面的分类
☐岩体的结构分类
☐工程节理岩体
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☐概述
☐结构面的分类
☐岩体的结构分类
☐工程节理岩体
结构面：是指岩体中存在着的各种不同成因和不同特性的地质界
面，包括物质的分界面、不连续面如节理、片理、断层、不整合面等。
结构体：由结构面在岩体中切割而成的几何体称为结构体（岩石块体）。
岩体：结构面和结构体的地质统一体。
软弱结构面破坏的。
如马尔帕
塞坝溃坝、瓦依昂库岸滑坡等。
☐结构面及其充填物的变形是岩体变形的主要组成部分，控制
着工程岩体的变形特性。
☐结构面是岩体中渗透水流的主
☐工程岩体中应力的分布受结构
面及其力学性质的影响。
上个世纪60年代以前，人们对岩石的认识还是局限于连续的、各向同性的材料。
后来发生了马尔帕塞坝溃坝、瓦依昂库岸滑坡等重大岩石工程灾害，人们逐渐认识到岩体不是一种普通的材料，而是包含着大量的不连续面，并承受了漫长的地质历史时期作用。
2019/6/30
What is a discontinuity （结构面）
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☐概述
☐什么是结构面
☐结构面的分类
☐工程节理岩体
结构面的分类
火成结构面原生结构面构造结构面
次生结构面沉积结构面变质结构面
结构面按成因
可分为
原生结构面：岩体在成岩过程中形成的结构面。
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）。
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。
变质结构面在变质过程中形成（分为残留结构面和重结晶结构面），如：片理、片麻理、板理、软弱夹层等。
构造结构面是岩体形成后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。
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。
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☐概述
☐结构面的分类
☐岩体的结构分类
☐工程节理岩体
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。
岩体结构整体块状结构层状结构
碎裂结构
散体结构
整体块状结构碎裂结构
构造相对轻微的厚层状与大型岩体，节理少
构造相对强烈的互层或风化型岩体，
节理多，切割破碎
层状结构
散体结构构造中等的中厚层或薄层状岩体，节理发育
构造变动强烈地带或剧烈风化带，节理多
且乱
Outline ☐概述
☐结构面的分类☐岩体的结构分类☐工程节理岩体
江苏句容抽水蓄能电站地下厂房围岩稳定
2008汶川地震中的唐家山滑坡
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