A3-3认识：岩体结构特征和完整状态(精)
5岩体结构特征
5岩体结构特征岩体结构是指岩石内部的各种构造特征，包括岩石的层理、节理、褶皱、断层和岩石的组成等。
这些结构特征可以揭示岩石的形成过程、变形史和地质历史等信息。
下面是五种常见的岩体结构特征：1. 层理结构（bedding structure）层理结构是岩石中最常见的结构特征之一，指的是岩石中由沉积作用形成的平行层面。
层理结构可以是平行于岩石堆积面的，也可以是倾斜的。
层理结构的形成通常是由于沉积物质在沉积过程中的重力作用和水动力的影响，如沉积物质的粒子大小分选和方向性沉积等。
层理结构可以提供沉积环境、沉积物质的类型和沉积作用的性质等重要信息。
2. 节理结构（joint structure）节理是岩石中形成的裂缝或裂隙，通常是呈平行或近平行的方向出现。
节理的形成可以是由于岩石的热胀冷缩、岩石的应力状态和变形等原因引起的。
节理结构在岩石工程和采矿工程中具有重要的意义，因为节理可以影响岩石的稳定性和开采效果。
节理的角度、长度和间距等参数可以提供岩石的力学性质、应力状态和构造演化等信息。
3. 褶皱结构（folding structure）褶皱是指岩石的层面在水平或倾斜方向上的弯曲势态。
褶皱结构的形成通常是由于地壳的压力和变形作用，如地壳板块之间的挤压和侧向位移等。
褶皱结构可以提供地壳压力和变形作用的强度和方向等重要信息。
常见的褶皱形态有对称褶皱、不对称褶皱和复式褶皱等。
4. 断层结构（fault structure）断层是指岩石中的层面在一定的剪切力作用下发生位移的断裂面。
断层的形成通常是由于地壳的拉伸或挤压等构造作用引起的。
断层结构可以提供地壳变形的方向、力学性质和构造演化等重要信息。
常见的断层形态有正断层、逆断层和走滑断层等。
组成结构是指岩石中不同矿物颗粒的排列和组成关系。
岩石的组成结构可以是均匀的，也可以是不均匀的。
组成结构的形成通常是由于不同矿物在岩浆冷却或变质作用下的分异和结晶作用等。
组成结构可以提供岩石的成因和演化历史等重要信息。
Chapter 4.1 岩体的结构特征
4.1 岩体的结构特征Structure Characteristics of rock massOutline☐概述☐结构面的分类☐岩体的结构分类☐工程节理岩体Outline☐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。
2019/6/30What is a discontinuity （结构面）有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺Outline☐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。
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。
《岩体的结构特征》ppt课件
沪蓉西高速扁担垭隧道掌子面岩体
岩块、构造面、岩体
2. 岩块(Rock block) －－把不含显著构造面的岩石块 体称为岩块，它是构成岩体的最小岩石单元体 〔intact rock, structural element 〕。
3. 岩体(Rockmass)－－是指地质历史过程中构成的， 由岩块和构造面网络组成的，具有一定的构造，并 赋存于一定的天然应力形状和地下水等地质环境中 的地质体。
－－指地质历史开展过程中，在岩体内构成的具有一定的延 伸方向和长度，厚度相对较小的地质界面或带。包括：层面、 不整合面、节理、断层、片理面、劈理、脆弱夹层、卸荷裂 隙和风化裂隙等。 显著构造面(能明显地将岩石切割开来的分界面)、不显著构造面(微 构造面)(包含在岩石块体内结合比较结实的面如微层面、微裂隙等)
二、岩块 －－不含显著构造面的岩石块体1
岩石是各种矿物的集合体，是地质作用的
0
产物。大部分新颖岩块质地巩固致密,孔
隙小而少,抗水性强,透水性弱,力学强度高
－－其物理力学特点主要由矿物组成和结
构构造等决议。
岩块的物理力学性质受物质组成、构造
构造与风化程度的影响
〔一〕岩块的物质组成
造岩矿物类型：含氧盐、氧化物、氢 氧化物、卤化物、硫化物和自然元素 等。硅酸盐、碳酸盐和氧化物类矿物 是构成岩石最常见矿物，其常见矿物
〔一〕构造面的成因类型〔地质和力学〕
• 地质成因类型
堆积构造面
岩浆构造面
原生构造面 岩体在成岩过程
构造构造面 岩中体构构成成后的在构构造蜕造面变应构力造作面用
下构成的各种破裂面
次生构造面 岩体构成后在外营力 作用下产生的构造面
岩 体 结 构 面
的 类
岩体地质与结构特征 (2)
2、泥化夹层 泥化夹层是指岩体中软弱岩层在层间错 动与地下水的长期物理化学作用下形成 的结构疏松、颗粒多呈定向排列、粒间 排列的特殊软弱层，多发生在上下相对 坚硬而中间相对软弱的、刚柔的岩层组 合条件下。
泥化夹层具有一下特征：
1、由原岩的超固结胶结式结构，便成了泥 质散状结构或泥质定向结构 2‘黏粒含量较原岩曾多并达到一定含量。 3、含水量接近或超过塑限，密度比原 岩小. 4、常具有一定膨胀性。 5、力学强度比原岩大大降低， 压缩性较大。 6由于结构松散，因而抗冲刷能力 低，在渗透水流作用下，易产生 渗透变形。
任务二 岩体的结构特征
一、结构面的成因类型 根据成因，结构面分为原生结构面、构造 结构面和次生结构面三大类。 （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、岩浆结构面 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 是岩体在构造应力作用下形成的各种破裂面， 是岩体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。 包括断层、节理、劈理和层间错动面等。 （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 泥化夹层等称 为次生结构面
岩 体 结 构 面 的 类 型 及 其 特 征
三、岩体的结构
岩体结构(rockmass structure)指岩体中结构 岩体结构(rockmass structure)指岩体中结构 面与结构体的排列组合关系。 面与结构体的排列组合关系。 1 结构体特征 结构体(structural element)指岩体中被结构 结构体(structural 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。 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， 规模取决于结构面的密度 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,划分为四 结构体的规模愈大,与结构面对应,划分为四级。 常用块度模数 单位体积内的Ⅳ 块度模数（ 常用块度模数（单位体积内的Ⅳ级结构体 或结构体体积来表示结构体规模。 数) 或结构体体积来表示结构体规模。 结构体常见的形状有： 结构体常见的形状有： 柱状、板状、楔形及菱形等。 柱状、板状、楔形及菱形等。 形状不同，稳定性不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。
说明三大岩的结构构造特征
说明三大岩的结构构造特征三大岩是指火成岩、沉积岩和变质岩。
它们分别由不同的形成过程和环境形成，因此在结构构造上也有很大的差异。
本文将详细介绍三大岩的结构构造特征。
一、火成岩的结构构造特征火成岩是由地球内部熔融物质在地壳上凝固而成的，因此其结构构造具有以下特点：1. 结晶粒度大：火山喷发或深部侵入的熔体在凝固时，由于温度下降缓慢，晶体生长时间长，因此晶粒较大，一般在毫米到厘米级别。
2. 显微结构复杂：火成岩中存在着各种不同大小、形状和组合方式的矿物晶体，在显微镜下观察可以看到丰富多彩的显微结构。
3. 存在斑晶和基质：火成岩中常常存在斑晶和基质两种不同类型的组分。
斑晶是指较大的矿物晶体，通常占据了整个岩石中的一部分；基质则是指剩余部分中较小的矿物颗粒和玻璃质基质。
4. 存在流线构造：火山岩在喷发时，由于具有流体特性，会形成各种不同的流线构造，如流动线理、波浪纹理等。
二、沉积岩的结构构造特征沉积岩是由岩屑、有机物或化学沉淀物等在水中沉积而成的，因此其结构构造具有以下特点：1. 粒度分选明显：沉积岩中的颗粒大小和形状通常与其来源有关，因此颗粒之间的分选程度明显。
2. 层理发育：沉积岩通常是以层为单位进行分类和描述的，每一层都具有一定的厚度和特定的组成。
这些层往往呈平行或斜交状分布，并且具有一定的连续性。
3. 包裹体存在：沉积岩中常常存在各种包裹体，如化石、碎屑、气泡等。
这些包裹体可以提供重要的信息，用于判断其形成环境和历史。
4. 裂隙发育：由于沉积岩经历了长时间的压实作用，因此其中常常存在各种不同类型的裂隙，如节理、裂缝等。
三、变质岩的结构构造特征变质岩是由原始岩石在高温高压等外力作用下发生化学和物理变化而形成的，因此其结构构造具有以下特点：1. 片理发育：变质岩中常常存在明显的片理，这是由于原始岩石中的矿物在高温高压作用下产生了定向排列所致。
2. 岩石组分发生变化：变质过程中，原始岩石中的组分经历了各种不同的化学和物理变化，新形成了一些新的矿物晶体或改变了原有矿物晶体的性质和组合方式。
岩体结构的基本类型(完整资料).doc
目录一、结构体的类型和岩体结构特征 (2)1.结构体的类型 (2)2.岩体结构特征 (2)3、组成 (3)4、结构面 (3)5、结构体 (4)6、类型 (4)7、力学效应 (5)二、岩层产状的记录方法 (6)一、结构体的类型和岩体结构特征1.结构体的类型由于各种成因的结构面的组合，在岩体中可形成大小、形状不同的结构体。
岩体中结构体的形状和大小是多种多样的，但根据其外形特征可大致归纳为：柱状、块状、板状、楔形、菱形和锥形等六种基本形态。
当岩体强烈变形破碎时，也可形成片状、碎块状、鳞片状等形式的结构体。
结构体的形状与岩层产状之间有一定的关系，例如：平缓产状的层状岩体中，一般由层面(或顺层裂隙)与平面上的“X”型断裂组合，常将岩体切割成方块体、三角形柱体等；在陡立的岩层地区，由于层面(或顺层错动面)、断层与剖面的上“X”型断裂组合，往往形成块体、锥形体和各种柱体。
结构体的大小，可用体积裂隙数Jv来表示。
其定义是：岩体单位体积通过的总裂隙数(裂隙数／m3)，表达式为：式中的Si为岩体内第i组结构面的间距；为该组结构面的裂隙数(裂隙数／m)。
根据Jv值的大小可将结构体的块度进行分类(表16-4-2)。
结构体块度(大小)分类表16-4-22.岩体结构特征岩体结构是指岩体中结构面与结构体的组合方式。
岩体结构的基本类型可分为整体块状结构、层状结构、碎裂结构和散体结构，它们的地质背景、结构面特征和结构体特征等列于表16-4-3中。
(三)岩体的工程地质特性岩体的工程地质性质首先取决于岩体结构类型与特征，其次才是组成岩体的岩石的性质(或结构体本身的性质)。
不同结构类型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整体块状结构岩体因结构面稀疏、延展性差、结构体块度大且常为硬质岩石，故整体强度高、变形特征接近于各向同性的均质弹性体，变形模量、承载能力与抗滑能力均较高，抗风化能力一般也较强，所以这类岩体具有良好的工程地质性质。
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。
岩体力学--岩体结构面性质
③ 古德曼经验公式（4-7）式
法向应力与结构面闭合量的关系式。
n
n
σn
σn
t
n 0 0
s
m
ax
n
n
o (a)
图4-5 结构面法向变形
啮
非
合
啮
结
合
构
结
面
构
面
Kn 1
o
δm'ax
δmax
n
(a)
(b)
图4-5 结构面法向变形曲线
15/38
σn
σn
啮 合
结
构
面
δn
δn
σn
2
Kn
K n0
K n0 max n K n0 max
节理、泥化夹层和夹泥层
Ks
等软弱结构面。
1
o
δt
特点： (a)
(b)
曲线无明显的峰图值4强-6度结和构应面力的降剪。切变形曲线
峰值强度与残余强度相差很小。
曲线的斜率是连续变化的，且具流变性。
20/38
③结构面的剪切变形不可恢复
常伴随有微凸体的弹性变形、劈裂、磨粒的产生与迁 移、结构面的相对错动等多种力学过程。
n
(a)
(b)
图4-5 结构面法向变形曲线
2．结构面的剪切变形
结构面剪切变形与结构面表面形态、结构体与填充物
质特征密切相关。
τ
σn δt
τ
A
B Ks
1
o
δt
(a)
(b)
图4-6 结构面的剪切变形曲线
18/38
τ
①脆性变形型：σA n δt
无充填τ粗糙硬性结构面
岩体地质与结构特征
目录
CONTENTS
• 岩体地质概述 • 岩体结构特征 • 岩体稳定性分析 • 岩体工程应用与实践
01
岩体地质概述
岩体的定义与分类
然体，具有不连续 性、非均质性和各向异性等特点 。
分类
根据岩石的成因、结构和工程地 质性质等，可以将岩体分为沉积 岩体、火成岩体和变质岩体等类 型。
包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强 度等，这些性质决定了岩体的稳定 性。
岩体的结构面特征
结构面是岩体内具有一定方向和规 模的破裂面或薄弱带，对岩体的整 体稳定性和变形破坏有重要影响。
02
岩体结构特征
岩体的构造特征
岩体的构造类型
包括层状构造、块状构造、流状构造等。
构造应力场
岩体在构造运动过程中所受到的应力作用，包括 水平应力、垂直应力和剪切应力等。
构造裂隙
由于构造运动产生的裂隙，包括节理、劈理和断 层等。
岩体的结构面特征
结构面的几何特征
包括结构面的走向、倾向、倾角、延伸长度、闭合度等。
结构面的物质组成
包括矿物成分、岩石成分、泥质充填物等。
结构面的粗糙度与起伏度
结构面的表面形态、起伏变化等特征。
岩体的结构类型与工程分类
结构类型
根据岩体的构造和结构面特征，可以将岩体分为整体状、层状、碎裂状和散体 状等类型。
工程分类
根据岩体的地质条件、工程性质和稳定性等因素，可以将岩体分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 、Ⅳ等四个工程类别。
03
岩体稳定性分析
岩体的变形与破坏机制
变形机制
岩体在受到外部压力或应力作用时，会发生形变，包括弹性 形变和塑性形变。当形变超过一定限度时，岩体会发生破裂 或断裂。
岩石的结构和构造
隐晶质结构 指矿物颗粒很细，直径一般小 于0.1mm，肉眼无法分辨出矿物晶体颗粒，岩 石致密，矿物颗粒在显微镜下能辨别。
3、晶粒相对 大小
等粒结构 又称粒状结构。是岩石中同种主要矿物的粒径 大致相等的结构。常见于深成岩中。
层面构造
• （1）波痕：在现代河床、湖滨、海滩以及干旱地区的沙丘表面上，常形成一种由流水、 波浪、潮汐、风力作用产生的波浪状构造，称为波痕。这种构造也常保留在沉积岩层的 层面上。波痕经常保存在砂岩中，但在泥灰岩、薄层灰岩中亦可见到。
• （2）干裂：在现代河滩、湖滨、海边等泥质沉积物上，常可见到多角形的裂纹，称为干 裂，又称泥裂。在沉积岩层面上亦可见到干裂，它是在沉积当时沉积物未固结即露出水 面，受到日晒，水分蒸发，体积收缩而产生的。裂纹常具上宽下窄形态，其中被泥沙填 充，充填物与上覆岩层的成分相当。干裂多见于泥岩、泥质砂岩中，在碳酸盐岩中亦偶 有可见。干裂常指示海滨、河床、湖滨等浅水环境及阳光充足的干燥气候条件。
斑状结构 岩石中矿物颗粒相差悬殊，较大的颗粒称为斑 晶，斑晶与斑晶之间的物质称为基质，基质为隐晶质或玻 璃质。一般是斑晶结晶较早，晶形较好，而基质部分结晶 较晚，多是熔浆喷出地表或上升至浅处迅速冷凝而成，斑 状结构常为喷出岩或一些浅成岩所具有。
似斑状结构 类似斑状结构，但斑晶更为粗大(可超过 lcm)，而基质则多为中、粗粒显晶质结构。斑晶可以是与 基质在相同或近似条件下，因某种成分过剩而形成的；也 可以是在较晚时间经交代作用而形成的。似斑状结构常为 某些深成岩所具有，如似斑状花岗岩
岩石的结构和 构造
所谓结构是指岩石中矿物颗粒本身的特点（结晶程度、晶粒大小、晶粒形状等）及颗粒 之间的相互关系所反映出来的岩石构成特征。
岩体结构的基本类型(完整资料).doc
目录一、结构体的类型和岩体结构特征21. .................................................................................................. 结构体的类型22. .................................................................................................. 岩体结构特征23、组成34、结构面35、结构体46、类型47、力学效应5二、岩层产状的记录方法6一、结构体的类型和岩体结构特征1.结构体的类型由于各种成因的结构面的组合，在岩体中可形成大小、形状不同的结构体。
岩体中结构体的形状和大小是多种多样的，但根据其外形特征可大致归纳为：柱状、块状、板状、楔形、菱形和锥形等六种基本形态。
当岩体强烈变形破碎时，也可形成片状、碎块状、鳞片状等形式的结构体。
结构体的形状与岩层产状之间有一定的关系，例如：平缓产状的层状岩体中，一般由层面（或顺层裂隙）与平面上的“X”型断裂组合，常将岩体切割成方块体、三角形柱体等；在陡立的岩层地区，由于层面（或顺层错动面）、断层与剖面的上“X”型断裂组合，往往形成块体、锥形体和各种柱体。
结构体的大小，可用体积裂隙数Jv来表示。
其定义是：岩体单位体积通过的总裂隙数（裂隙数/m3）,表达式为：j严丄十丄十…十丄=勺丄（16-4-1）式中的Si为岩体内第i组结构面的间距；为该组结构面的裂隙数（裂隙数/m）。
根据Jv值的大小可将结构体的块度进行分类（表16-4-2）。
结构体块度（大小）分类表16-4-22.岩体结构特征岩体结构是指岩体中结构面与结构体的组合方式。
岩体结构的基本类型可分为整体块状结构、层状结构、碎裂结构和散体结构，它们的地质背景、结构面特征和结构体特征等列于表16-4-3中。
（三）岩体的工程地质特性岩体的工程地质性质首先取决于岩体结构类型与特征，其次才是组成岩体的岩石的性质（或结构体本身的性质）。
A3-3认识：岩体结构特征和完整状态(精)
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2、岩体的结构分类（见课本表3.1）
a)整体块状
b)层状
c)碎裂
d)散体
岩体的结构类型
整体块状结构
构造相对轻微的厚层状与大型岩体，节理 少，含水少。
碎裂结构
构造相对强烈的互层或风化型岩体， 节理多，切割破碎，含水多。
层状结构
构造中等的中厚层或薄层状岩体，节理发 育，含水情况较复杂。
散体结构
构造变动强烈地带或剧烈风化带，节理多 且乱，隔水。
（二）岩体工程性质的结论
1、结论
分析
变形特性 强度特性 结构特征
ห้องสมุดไป่ตู้
既不是简单的弹性体
岩体
也不是简单的塑性体
而是较复杂的弹塑性体
2、具体表现
• 岩体的变形特性不同于结构体或结构面，而是呈
现为“四个阶段”。 • 整体性较好的岩体接近弹性体，破碎及松散岩体 偏向于塑性体。 • 岩体的变形不是瞬间完成的，而是随着时间逐渐 达到终值，具有流变特征。 • 岩体的强度具有明显的“各向异性”。 • 岩体的结构特征对其力学性质有着重要影响，继 而影响着岩体的破坏形态。
教学情境 PPT课件3 施工录像 2、1
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Lotschberg 隧道地质剖面图
Piora向斜勘查平洞及钻孔
（一）岩体的结构特征及其分类
1、岩体的结构特征
• 岩体的结构特征是指结构体、结构面及填充物的 特征总和。具体包括结构体的形状、大小，结构 面的产状、分布、规模、密集程度、空间组合形 式和表面形态，填充物的性质和充填状况、含水 情况等。 • 岩体的结构特征对岩体的工程力学性能有着重要 影响，继而影响岩体的破坏形态。
A3-3认识：岩体结构特征和完整状态答辩
A3-3认识：岩体结构特征和完整状态（一）岩体的结构特征岩体的结构特征是指结构体、结构面及填充物的特征总和。
具体包括结构体的形状、大小，结构面的产状、分布、规模、密集程度、空间组合形式和表面形态，填充物的性质和充填状况、含水情况等。
不同结构类型的岩体，其工程力学性质表现不同，破坏形态也不同。
因此，明确区分岩体的结构类型，是认识岩体的工程力学性质表现和破坏形态的关键。
（二）岩体的结构分类根据以上分析得知，岩体的结构特征尤其是结构面的特征，对岩体的工程力学性能有着重要影响，继而影响着岩体的破坏形态。
因此工程地质学中，以结构面的特征为主要分类指标，并考虑结构体的特征、水文地质特征、地质背景条件（地质成因）等因素的影响，将岩体结构分为四大类型，见示意图3-5及表3-1。
a)整体块状 b)层状 c)碎裂 d)散体层理、片理节理、裂隙层间错动面断层破碎带岩脉断层泥碎块、岩粉图3-5 岩体的结构类型表3-1 中国科学院地质所岩体的结构分类表（三）岩体的破坏形态由于岩体的结构特征对其工程力学性能有着重要影响，继而影响着岩体的破坏形态。
因此，研究并认识不同结构特征岩体的破坏形态，以及岩体的变形规律和应力传播规律，对于理解在隧道工程中开挖坑道后围岩可能发生的破坏失稳形态和防止围岩破坏失稳有着重要的指导意义。
实践和研究表明，岩体的破坏形态有以下三种类型：1、整体和巨块结构的岩体，其变形主要是结构体的变形，其重要特征是横向应变与纵向应变之比小于0.5。
破坏前的变形是连续的，在低围压作用下多为脆性破坏，高围压时多为塑性剪切破坏。
应力传播遵循连续介质中的应力传播规律，具有较好的连续性。
2、块状和层状结构的岩体，其变形主要是结构面的变形。
故其变形特性一般不用变形模量E而用刚度系数G来表示。
岩体的破坏则是沿软弱结构面滑动，应力传播具有明显的不连续性。
3、碎裂和散体结构的岩体，其变形，开始是将裂隙或孔隙压密，随后是结构体变形，并伴随有结构面错动、张开。
岩体地质与结构特征
岩体是由结构面网络及其所围限的岩块 (结
构体)所组成。
具有一定的结构是岩体的显著特征之一。
岩体中存在着复杂的天然应力状态和地下水，
这是岩体与其他材料的根本区别之一
第二十七页，课件共有49页
二、岩体的结构
岩体结构(rockmass structure)指岩体中结构面与结构
体的排列组合关系。
如在层流条件下，平直而两壁平行的单个结构
面的渗透系数(Kf)可表达为：
第二十二页，课件共有49页
Kf
ge 2 12v
结构面 张开度 分级表
• Ⅳ级及部分Ⅲ级结构面的产状、迹长、间距及张开 度等几何特征参数，服从某种随机分布规律。
第二十三页，课件共有49页
七
结构面的形态可以用侧壁的 起伏形态及粗糙度来反映。
第三十一页，课件共有49页
岩体结构控制论基本思想
1）具有一定结构的岩体，往往具有与之相对应的 力学属性。发育于岩体中的结构面，是抵抗外力的薄弱环
节。软弱结构面是岩体变形破坏的重要控制因素或边界
2）岩体的应力传播特征 3）岩体的变形与破坏特征及工程岩体的稳定性
岩体变形与连续介质变形明显不同，并且结构面变形起 到控制作用。因此，岩体的变形主要它由结构体变形与结构面 变形两部分构成。块状结构岩体变形主要沿贯通性结构面滑 移形成；碎裂状结构岩体变形则由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。
RQD 100e 0.1kd (0.1k d 1)
岩体质量指标RQD：长度大于10cm的岩心长 度之和与钻孔总进尺的百分比。
RQD
长度大于10cm的岩心长度之和 钻孔总进尺
100%
岩体结构概念
岩体结构概念
岩体结构是指岩石体内的内部构造和组成的特征。
岩体结构可以反映岩石的形成过程、变形历史以及构造环境等信息。
岩体结构的概念包括以下几个方面：
1. 岩石组分：岩体结构可以描述岩石中不同矿物的分布和相互关系，包括晶体形态、结晶大小、晶粒排列等。
2. 岩层结构：岩层结构是指岩石中不同岩层的分布和排列关系，包括岩层的厚度、倾角、层序等，可以反映地层的垂直和水平变化。
3. 断裂和节理：断裂和节理是岩体中的裂缝和岩石断裂面的特征，可以描述其方向、倾角和排列规律。
断裂和节理对岩石的破坏和变形具有重要影响。
4. 结构面和褶皱：结构面是岩石内部的面状构造特征，褶皱是岩石中的弯曲构造，可以反映岩石的构造和变形历史。
5. 岩石的组合和分布：岩石的组合和分布反映了岩体的性质和成因，包括岩石的类型、产状、大小和空间分布等。
岩体结构的研究对于地质学、工程地质学和矿山工程等领域很重要，可以帮助人们理解地壳的构造和演化历史，预测地质灾害风险，设计和规划地下工程等。
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（一）岩体的结构特征及其分类
1、岩体的结构特征
• 岩体的结构特征是指结构体、结构面及填充物的 特征总和。具体包括结构体的形状、大小，结构 面的产状、分布、规模、密集程度、空间组合形 式和表面形态，填充物的性质和充填状况、含水 情况等。 • 岩体的结构特征对岩体的工程力学性能有着重要 影响，继而影响岩体的破坏形态。
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A3-3认识：岩体结构特征和完整 状态
任务分配 教师引导
教学内容 教师向学生简单介绍隧道围岩的工程性质， 布置教学任务并进行引导、检查和评价。 1、成洞的三种情形及影响围岩稳定的因素？自 然成拱作用？ 2、岩体力学性质的影响因素有哪些？有哪几项 结论？ 3、岩体的力学性质是从哪几个方面反映的？ 4、何谓岩体的流变特性？何谓岩体的强度特性 ？ 5、岩体的结构分为哪几类？其破坏特征如何？ 6、岩体垂直应力一般特性有哪些？岩体水平应 力一般特性有哪些？ 7、围岩的破坏失稳形态有哪几种？ 8、对围岩稳定性的定性解释有哪几个方面？ 9、围岩的稳定性分级的目的和原则？ 10、完成书面基本练习。
（二）岩体工程性质的结论
1、结论
分析
变形特性 强度特性 结构特征
既不是简单的弹性体
岩体
也不是简单的塑性体
而是较复杂的弹塑性体
2、具体表现
• 岩体的变形特性不同于结构体或结构面，而是呈
现为“四个阶段”。 • 整体性较好的岩体接近弹性体，破碎及松散岩体 偏向于塑性体。 • 岩体的变形不是瞬间完成的，而是随着时间逐渐 达到终值，具有流变特征。 • 岩体的强度具有明显的“各向异性”。 • 岩体的结构特征对其力学性质有着重要影响，继 而影响着岩体的破坏形态。
2、岩体的结构分类（见课本表3.1）
a)整体块状
b)层状
c)碎裂
d)散体
岩体的结构类型
整体块状结构
构造相对轻微的厚层状与大型岩体，节理 少，含水少。
碎裂结构
构造相对强烈的互层或风化型岩体， 节理多，切割破碎，含水多。
层状结构
构造中等的中厚层或薄层状岩体，节理发 育，含水情况较复杂。
散体结构
构造变动强烈地带或剧烈风化带，节理多 且乱，隔水。