岩体的工程地质性质及岩体工程分类[业界优制]

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
次生结 构面
1卸荷裂隙 2风化裂隙 3风化夹层 4泥化夹层 5次生夹泥层
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：
1
3
2(C j 3tg j ) (1 tg j ctg ) sin 2
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（二）结构面的连续性
• 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。
面、软弱夹层、沉积间断面和不整合面等。 • 岩浆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。 • 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。
2.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。
侧壁的起伏程度可用起伏角
(i)表示。
i arctg( 2h ) L
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。
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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
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岩体结构面的类型及其特征
成因类 型
沉积 结构 面
原 生 岩浆 结 岩结 构 构面 面
变质 结构 面
地质类型 产状
主要特征 分布
性质
1层理层面 2软弱夹层 3不整合面、假整合面 4沉积间断面
一般与岩层产 状一致，为层 间结构面
海相岩层中此类结构 面分布稳定，陆相岩 层中呈交错状，易尖 灭
层面、软弱夹层等结构面较为平 整；不整合面及沉积间断面多由 碎屑泥质物构成，且不平整
岩体的工程地质性质及岩体工程分类
▪第一节 岩体的结构特征 ▪第二节 岩体的力学性质 ▪第三节 岩体的工程分类
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1
第一节 岩体的结构特征
一、结构面的成因类型
(一)地质成因类型 ❖ 原生结构面 ❖ 构造结构面 ❖ 次生结构面 (二)力学成因类型 ❖ 张性结构面 ❖ 剪性结构面
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结 构 面
片岩软弱夹层延展较 部往往闭合成隐蔽结构面，片岩
远，具固定层次
软弱夹层具片状矿物，呈鳞片状
工程地质评价
国内外较大的坝基滑动及滑坡很多由 此类结构面所造成的，如奥斯汀、 圣·弗朗西斯、马尔帕塞坝的破坏，瓦 依昂水库附近的巨大滑坡
一般不造成大规模的岩体破坏，但有 时与构造断裂配合，也可形成岩体的 滑移，如有的坝肩局部滑移
1侵入体与围岩接触面 2岩脉岩墙接触面 3原生冷凝节理
岩脉受构造结构 面控制，而原生 节Байду номын сангаас受岩体接触 面控制
接触面延伸较远，比 较稳定，而原生节理 往往短小密集
与围岩接触面可具熔合及破碎两 种不同的特征，原生节理一般为 张裂面，较粗糙不平
1片理 2片岩软弱夹层
产状与岩层或构 造方向一致
片理短小，分布极密， 结构面光滑平直，片理在岩层深
受地形及原结构 面控制
分布上往往呈不连续
状，透镜状，延展性 一般为泥质物充填，水理性质很 差，且主要在地表风 差
化带内发育 扶风书屋
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
4
(一)地质成因类型
1.原生结构面 • 沉积结构面是沉积岩在沉积和成岩过程中形成的，有层理
3.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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(二)力学成因类型
1、张性结构面是由拉应力形成的，如羽毛状张裂 面、纵张及横张破裂面、岩浆岩中的冷凝节理等
• 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
Kd
L sin
n
cos
sin
K
' d
cos
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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
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• 用线密度来估算岩体质量指标RQD(rock quality designation)
10~20 >20
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（三）结构面的密度
❖结构面的密度反映结构面发育的密集程度。 ❖1、线密度(Kd)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)则是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 如果测线水平布置，且与结构面法线的夹角为α， 结构面的倾角为β时:
2、剪性结构面是剪应力形成的，破裂面两侧岩体 产生相对滑移，如逆断层、平移断层以及多数正 断层等。
• 特点：连续性好，面较平直，延伸较长并有擦痕 镜面等。
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二、结构面特征及其对岩体力学性质的影响
（一） 结构面的产状
• 走向、倾向、倾角 • 结构面与最大主应力间
的关系控制着岩体的破 坏机理与强度。
在变质较浅的沉积岩，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
构造结 构面
1节理（X型节理、张 节理）
2断层（冲断层、捩断 层、横断层）
3层间错动 4羽状裂隙、劈理
产状与构造线呈 一定关系，层间 错动与岩层一致
张性断裂较短小，剪 切断裂延展较远，压 性断裂规模巨大，但 有时为横断层切割成 不连续状
RQD 100e 0.1kd (0.1kd 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%
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（四）结构面的形态
• 结构面的形态可以用侧壁的 起伏形态及粗糙度来反映。
• 结构面侧壁的起伏形态分为： 平直的、波状的、锯齿状的、 台阶状的和不规则状的。