岩体的工程地质性质及岩体工程分类[业界优制]
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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。
岩石性质及其工程分级
ＲＣ—岩石单向抗压强度，MPa； 10—单位为MPa；
岩石按坚固性分级
2．根据锚喷支护需要，按照煤矿岩层特点制 定的围岩分类。
3．美国采用的岩心质量指标分级法（R．Q．D） 即钻探时将钻孔中直接获取的岩心的总长 度，扣除破碎岩心和软弱夹泥的长度，再与钻 孔总进尺相比。具体计算岩心长度时，只计算 大于10cm的坚硬和完整的岩心，即：
表土：建井工作者把覆盖在地壳上部的第四纪沉积物成为表土， 也称为松散性岩石，如：黄土、流沙、粘土等。 基岩：表土以下的固结性岩石称为基岩、岩浆岩、沉积岩、变质 岩。(露出地表的基岩露头)
岩块：
泰山：仙人桥 世界地质公园
岩体：
峨眉山岩体崩塌
自然岩体景观
表土和基岩
二 岩石的物理性质
岩石是赋存在自然界中的十分复杂的杂质， 是自然界各种矿物的集合体
岩石的孔隙性
岩石的水理性质
岩石的水理性质指岩石与水相互作用时所表 现的性质，包括岩石的吸水性、透水性、软化性和 抗冻性。 吸水性：岩石在一定的试验条件下吸收水分的 能力； 透水性：在一定的水力梯度或压力差作用下， 岩石能被水透过的性质； 软化性：岩石浸水饱和后强度降低的性质； 抗冻性：岩石抵抗冻融破坏的能力；
四
岩石的工程分级
一、岩石工程分级的必要性
二、分级方法
一、岩石工程分级的必要性：
按成因不同，将岩石分为岩浆岩、沉积岩、变质 岩三类，对于采掘工程来说，又要求对岩石进行定量 的区分，以便能正确地进行工程设计，合理地选用施 工方法、施工设备、机具与器材，准确地制定生产定 额和材抖消耗定额等。因此，提出了岩石工程分级与 岩体工程分类问题。
岩石的性质及其工程分级
引入
岩石是构成地壳表层岩石圈的主题，目前 人类前所未有、广泛地接触和改造岩体。 20世纪被誉为高层建筑的世纪，而21世纪 出于环境保护等方面的原因，人类将向地下索 取更多的空间，因此专家预言21世纪将是地下 工程的世纪，故我们有必要对岩石的物理性质、 力学性质及工程分级有一定的认识。
岩土工程地质分级及分类(1)
作为建筑物地基的土
1)碎石土:碎石土是指粒径大于2 mm的颗粒含量超过总质量的50％的
土
2)砂土:粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50％、粒径大于
0.075mm的颗粒超过全重50％的土。
3)粉土:粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50％、塑性指数小
于或等于10的土。
4)粘性土:塑性指数大于10的土
岩石质量指标RQD（rock quality designation）:用直 径为75mm的金刚钻头，双 层岩芯管在岩石中钻进， 连续取芯。长度大于10cm 的岩芯总长度与钻进总进 尺的比值，以百分数表示。
RQD
LP
( 10cm的岩芯断块长度) Lt (岩芯进尺总长度)
100%
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CH7- 12
7.4 土的工程分类
将用于工程建设目的的各种自然土，按其 工程地质性质的差异划分为类或组。
分类：
←普通分类：《土的分类标准》 ←专门分类：《建筑地基基础设计规 范》、《岩土工程勘察规范》
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CH7- 13
地基土的分类：GBJ 50007-2002
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CH7- 4
影响岩石工程性质的因素
内部因素（岩石的地质特征）
• 矿物成分 • 结构 • 构造
外部因素
• 水的作用 • 风化作用
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CH7- 5
Ch7.2 岩体的工程性质
一、几个基本概念
岩石（Rock）矿物的集合体。
岩体（Rockmass）是指地质历史过程中形成的， 由岩块和结构面网络组成的，具有一定的结构并 赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境 中的地质体。
工程岩土与测试：我国常用的岩体分类
• 利用标准中附录所列的地下工程自稳能力，可以对跨度等于 或小于20m的地下工程作自稳性初步评价，当实际自稳能力 与表中相应级别的自稳能力不相符时，应对岩体级别作相应 调整。
岩体工程分类
附录：地下工程岩体自稳能力的确定
注：小塌方：塌方高度<3m，或体积<30m3； 中塌方：塌方高度3～6m，或体积30～100m3； 大塌方：塌方高度>6m，或体积>100m3；
按岩体的基本质量指标BQ进行 初步分级
对BQ值进行修正
按修正后的BQ值进行详细分级
地应力 地下水 结构面
岩体工程分类
1）岩体基本质量分级：
• 认为岩石的坚硬程度和岩体完整程度所决定的岩体基本质 量，是岩体固有的属性，是有别于工程因素的共性。岩体 基本质量好，则稳定性也好；反之则差。
• 岩石的坚硬程度和岩体的完整程度，应采用定性划分和定 量指标两种方法确定。
较软岩，岩体破碎； 软岩，岩体较破碎或破碎； 全部极软岩及全部极破碎岩
>550 550～451 450～351
350～251
<250
岩体工程分类 2)工程岩体质量指标BQ的修正与分级
• 工程岩体的稳定性，除与岩体基本质量的好坏有关外，还 受地下水、主要软弱结构面、初始地应力场的影响。结合工 程特点，考虑各种影响因素来修正岩体基本质量指标BQ值， 作为不同工程岩体分级的定量依据。
软岩
<5 极软岩
• 岩体完整程度的定量指标：采用实测岩体完整性指数Kv来确定，而岩体完整性 指数是用弹性波试验资料确定。
岩体完整程度划分表
岩体完整性系数（Kv） >0.75
0.75～0.55 0.55～0.35 0.35～0.15
岩体工程分类
附录：地下工程岩体自稳能力的确定
注：小塌方：塌方高度<3m，或体积<30m3； 中塌方：塌方高度3～6m，或体积30～100m3； 大塌方：塌方高度>6m，或体积>100m3；
按岩体的基本质量指标BQ进行 初步分级
对BQ值进行修正
按修正后的BQ值进行详细分级
地应力 地下水 结构面
岩体工程分类
1）岩体基本质量分级：
• 认为岩石的坚硬程度和岩体完整程度所决定的岩体基本质 量，是岩体固有的属性，是有别于工程因素的共性。岩体 基本质量好，则稳定性也好；反之则差。
• 岩石的坚硬程度和岩体的完整程度，应采用定性划分和定 量指标两种方法确定。
较软岩，岩体破碎； 软岩，岩体较破碎或破碎； 全部极软岩及全部极破碎岩
>550 550～451 450～351
350～251
<250
岩体工程分类 2)工程岩体质量指标BQ的修正与分级
• 工程岩体的稳定性，除与岩体基本质量的好坏有关外，还 受地下水、主要软弱结构面、初始地应力场的影响。结合工 程特点，考虑各种影响因素来修正岩体基本质量指标BQ值， 作为不同工程岩体分级的定量依据。
软岩
<5 极软岩
• 岩体完整程度的定量指标：采用实测岩体完整性指数Kv来确定，而岩体完整性 指数是用弹性波试验资料确定。
岩体完整程度划分表
岩体完整性系数（Kv） >0.75
0.75～0.55 0.55～0.35 0.35～0.15
岩体的工程地质性质
Xe
a1
a2 an A
岩体按切割度分类： Xe＝0.1～0.2 完整岩体； Xe＝0.2～0.4弱节理化岩体； Xe＝0.4～0.6中等节理化岩体； Xe＝0.6～0.8强节理化岩体； Xe＝0.8～1.0完全节理化岩体； 岩体被某组结构面切割的程度Xr为：
Xr K Xe
式中：K为岩体的裂隙度； Xe 为沿某一平面的切割度。
（2）切割度Xe——指岩体被节理分割的程度。
假设岩体仅有一个结构面，可沿结构面在岩体中取一个贯
通性的假想平直断面，则结构面面积a与该断面面积A之比， 即为该岩体的切割度。
a Xe A
可见,当: 0<Xe<1, 岩体部分切割； Xe＝1, 岩体被整个切割； Xe＝0, 即岩体为完整连续体。
如果岩体沿某断面上同时存在着面积为a1、a2…an的n个结 构面时，则岩体沿该断面的切割度为
路、总参、建设部，个人方面有王思敬、陶振宇、杨子文。 c. 评价岩体强度 ✓ 利用结构面网络模拟、蒙特卡洛法等
影响岩石工程性质的因素
内部因素（岩石的地质特征） •矿物成分 •结构 •构造 外部因素
•水的作用
•风化作用
4.3 结构面特征及力学性质
结构面的发育程度、规模大小、组合形式等是决定结构体 的形状、方位和大小，控制岩体稳定性的重要因素。尤以结 构面的规模是最重要的控制因素。按结构面发育程度和规模 可以划分为如下五级：
构面的成因类型
➢ 原生结构面：岩石成岩过程中形成的结构面。 ✓ 沉积结构面：层理、层面、沉积不整合面、沉积软弱夹层。 ✓ 火成结构面：岩浆侵入、喷溢及冷凝过程中形成的结构面。 ✓ 变质结构面：包括残余的变余结构面和变成的重结晶结构面。 ➢ 次生结构面 ✓ 内动力成因型结构面（构造结构面）：受构造应力作用。 ✓ 外动力成因型结构面（表生结构面）：如卸荷裂隙（长江链子
第六章岩体的工程地质性质及岩体工程分类
岩体工程分类是以岩体稳定性或岩体质量 评价为基础的分类，是工程地质学中一个重要 的研究课题。为综合性分类。 目前主要考虑三方面因素的指标：即与岩 石工程性质有关的指标（力学性质）、岩体后 期改造有关的指标 ( 岩体结构 ) 和岩体赋存条件 方面的指标（地下水、地应力） 。
岩石质量指标 RQD （Rock Quality Designation） 定义————大于10cm的岩芯累计长度与
（4）结构面的形态
用侧壁的起伏形态和粗糙度来表示。
粗糙度系数（JRC）
根据结构面的粗
糙程度可将粗糙度系
数分为10级。 用剖面仪测出结 构面的粗糙剖面，然 后比较右图定出粗糙 度系数。
P80式6-19
（5）结构面的张开度：
结构面两壁间的平均距离，mm。
测量仪器：塞尺
结构面的张开度大小影响 岩体的强度及渗透性。
他带领勘测地质队员，查
徐瑞春 （右）
三峡勘测研究院总工 长江委综合勘测局副总工 教授级高级工程师 全国工程勘察大师
清葛洲坝坝基下 72 层 层间剪切带，并提出了剪 切带的建层、分类及空间 分布规律。为葛洲坝施工 解决大坝地基基础处理问 题发挥了重要作用。
四、岩体的结构类型划分 岩体结构——岩体中结构面和结构体的组合方式。
第六章
岩体的工程地质性质
及岩体工程分类
岩石与岩体的区别
岩石是矿物或碎屑的集合体，例如火成岩，沉积岩，变 质岩； 岩体——是由结构面和被结构面所分隔的岩石（岩块、 结构体）构成的整体，处于一定的地应力状态中。 坡岩体，地基岩体等。 岩石的工程地质性质与组成岩石的矿物成分有关，但主 要取决于颗粒间的联结特征； 岩体的工程地质性质是由结构面和被结构面所分隔的 eg.边
岩石质量指标 RQD （Rock Quality Designation） 定义————大于10cm的岩芯累计长度与
（4）结构面的形态
用侧壁的起伏形态和粗糙度来表示。
粗糙度系数（JRC）
根据结构面的粗
糙程度可将粗糙度系
数分为10级。 用剖面仪测出结 构面的粗糙剖面，然 后比较右图定出粗糙 度系数。
P80式6-19
（5）结构面的张开度：
结构面两壁间的平均距离，mm。
测量仪器：塞尺
结构面的张开度大小影响 岩体的强度及渗透性。
他带领勘测地质队员，查
徐瑞春 （右）
三峡勘测研究院总工 长江委综合勘测局副总工 教授级高级工程师 全国工程勘察大师
清葛洲坝坝基下 72 层 层间剪切带，并提出了剪 切带的建层、分类及空间 分布规律。为葛洲坝施工 解决大坝地基基础处理问 题发挥了重要作用。
四、岩体的结构类型划分 岩体结构——岩体中结构面和结构体的组合方式。
第六章
岩体的工程地质性质
及岩体工程分类
岩石与岩体的区别
岩石是矿物或碎屑的集合体，例如火成岩，沉积岩，变 质岩； 岩体——是由结构面和被结构面所分隔的岩石（岩块、 结构体）构成的整体，处于一定的地应力状态中。 坡岩体，地基岩体等。 岩石的工程地质性质与组成岩石的矿物成分有关，但主 要取决于颗粒间的联结特征； 岩体的工程地质性质是由结构面和被结构面所分隔的 eg.边
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
岩石力学(岩石的性质及分类)
第一章岩石的物理性质及岩石工程分类学习对象岩石及岩石的结构特征、岩石的不连续性、不均匀性和各向异性岩石的各项指标。
学习内容岩石及岩石的结构特征、岩石的不连续性、不均匀性和各向异性岩石的容重、密度比重、孔隙率和孔隙比；含水量、吸水率与饱和系数；渗透系数。
学习目的掌握有关概念，特别是掌握岩石及岩石的结构特征、岩石的不连续性、不均匀性和各向异性岩石的各项指标。
掌握岩石的容重、密度比重、孔隙率和孔隙比；含水量、吸水率与饱和系数；渗透系数等计算。
1.1 岩石及岩石的结构特征1岩石工程岩石力学的研究对象是岩石。
岩石是构成地壳的基本材料，是经过地质作用而天然形成的（一种或多种）矿物集合体。
岩石通常按地质成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩等三种类型，下图为三类岩石的部分岩体。
a、岩浆岩岩浆岩是岩浆冷凝而形成的岩石，绝大多数岩浆岩是由结晶矿物所组成，由于组成它的各种矿物化学成分和物理性质较为稳定，它们之间的联结是牢固的，因此岩浆岩通常具有较高的力学强度和均质性。
工程中常遇到的岩浆岩有花岗岩、玄武岩等。
b、沉积岩沉积岩是母岩（岩浆岩、变质岩和早已形成的沉积岩）经风化剥蚀而产生的物质在地表经搬运沉积和硬结成岩作用而形成的岩石组成。
沉积岩的主要物质成分为颗粒和胶结构。
颗粒包括各种不同形状及大小的岩屑及某些矿物；胶结物常见的成分有钙质、硅质、铁质以及泥质等。
沉积岩的物理力学性质不仅与矿物和岩屑有关，而且也与胶结物性质有关。
沉积岩具有层理构造，这使得它的物理力学性质具有方向性。
工程建设中常见的沉积岩有灰岩、砂岩、页岩等。
c、变质岩变质岩是由岩浆岩、沉积岩甚至变质岩在地壳中受到高温、高压及化学活动性流体的影响下发生变质而形成的岩石。
它在矿物成份、结构构造上具有变质过程中产生的特征，也常常残留有原岩的某些特点。
因此，变质岩的物理力学性质不仅与原岩的性质有关，而且与变质作用的性质及变质程度有关。
工程建设中常见的变质岩类有大理岩、片麻岩、板岩等。
工程地质学-第三章 岩体的工程地质性质与岩体分类-2-岩体分类
三 岩体分类的目的与原则
岩体工程分级的目的是对作为工程建筑物地基或围岩 的岩体，从工程的实际要求出发，对它们进行分级；并根 据其特性，进行试验，得出相应的设计计算指标或参数， 以便使工程建设达到经济、合理、安全的目的。
通用分级 岩体工程分级
专用分级 通用分级:是供各个学科领域、各国民经济部门笼统使 用的分级，是一种较少针对性的、原则性的、大致分级； 专用分级:针对某一学科领域，某一具体工程，或某一 工程的具体部位岩体特殊要求，或专为某种工程目的服务 而专门编制的分级。与通用分级相比，专用分级所涉及的 面要窄一些，考虑的影响因素要少一些，但更深入和细致。
1、分类的目的 （1）为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编 制定额提供必要的基本依据。 （2）便于施工方法的总结,交流,推广。 （3）为便于行业内技术改革和管理。 2、分类原则 （1）有明确的类级和适用对象。 （2）有定量的指标。 （3）类级一般分五级为宜。 （4）分类方法简单明了、数字便于记忆和应用。 （5）根据适用对象，选择考虑因素。
岩体质量的定性特征
岩体基本质量指标（BQ）
Ⅰ
坚硬岩，岩体完整
Ⅱ
坚硬岩，岩体较完整
较坚硬岩，岩体完整
＞550 550～451
Ⅲ
坚硬岩，岩体较破碎 较坚硬或软硬岩互层，岩体较完整
较软岩，岩体完整
450～351
坚硬岩，岩体破碎
较坚硬岩，岩体较破碎－破碎
Ⅳ
较软岩或软硬岩互层，且以软岩为
主，岩体较完整－较破碎
[BQ]＝BQ－100(K1+K2+K3) K1,K2,K3值，可分别按表5-19、5-20、5-21确定。无 表中所列情况时，修正系数取零。 [BQ]出现负值时，应按特殊问题处理。在上述岩体质 量定量评价的基础上，可据下式确定岩体基本质量指标 (ＢＱ)：
岩体工程分级的目的是对作为工程建筑物地基或围岩 的岩体，从工程的实际要求出发，对它们进行分级；并根 据其特性，进行试验，得出相应的设计计算指标或参数， 以便使工程建设达到经济、合理、安全的目的。
通用分级 岩体工程分级
专用分级 通用分级:是供各个学科领域、各国民经济部门笼统使 用的分级，是一种较少针对性的、原则性的、大致分级； 专用分级:针对某一学科领域，某一具体工程，或某一 工程的具体部位岩体特殊要求，或专为某种工程目的服务 而专门编制的分级。与通用分级相比，专用分级所涉及的 面要窄一些，考虑的影响因素要少一些，但更深入和细致。
1、分类的目的 （1）为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编 制定额提供必要的基本依据。 （2）便于施工方法的总结,交流,推广。 （3）为便于行业内技术改革和管理。 2、分类原则 （1）有明确的类级和适用对象。 （2）有定量的指标。 （3）类级一般分五级为宜。 （4）分类方法简单明了、数字便于记忆和应用。 （5）根据适用对象，选择考虑因素。
岩体质量的定性特征
岩体基本质量指标（BQ）
Ⅰ
坚硬岩，岩体完整
Ⅱ
坚硬岩，岩体较完整
较坚硬岩，岩体完整
＞550 550～451
Ⅲ
坚硬岩，岩体较破碎 较坚硬或软硬岩互层，岩体较完整
较软岩，岩体完整
450～351
坚硬岩，岩体破碎
较坚硬岩，岩体较破碎－破碎
Ⅳ
较软岩或软硬岩互层，且以软岩为
主，岩体较完整－较破碎
[BQ]＝BQ－100(K1+K2+K3) K1,K2,K3值，可分别按表5-19、5-20、5-21确定。无 表中所列情况时，修正系数取零。 [BQ]出现负值时，应按特殊问题处理。在上述岩体质 量定量评价的基础上，可据下式确定岩体基本质量指标 (ＢＱ)：
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
岩体的工程地质性质及岩体工程分类 2 ppt课件
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。
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
10~20 >20
KdLsinncossin Kcd' os
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
• 用线密度来估算岩体质量指标RQD(rock quality designation)
侧壁的起伏程度可用起伏角
(i)表示。
i arctg(2h) L
• 结构面的粗糙度用粗糙 度系JRC(joint roughness coefficient)表示。
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：
13(12(tC gjj ct3gt)gsij)n2
岩体的（二工）程结构地面质的性连续质性及岩体工 • 程结构分面的类连续2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。
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
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。
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
10~20 >20
KdLsinncossin Kcd' os
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
• 用线密度来估算岩体质量指标RQD(rock quality designation)
侧壁的起伏程度可用起伏角
(i)表示。
i arctg(2h) L
• 结构面的粗糙度用粗糙 度系JRC(joint roughness coefficient)表示。
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：
13(12(tC gjj ct3gt)gsij)n2
岩体的（二工）程结构地面质的性连续质性及岩体工 • 程结构分面的类连续2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。
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
岩石工程地质与分类
评价和衡量岩石质量好坏至今712影响岩体工程性质的主要因素没有统一的方法和标准目前多沿用室内单轴抗压强度指标来反7122岩体的完整性一般来说岩体工程性质的好坏基本上不取决于或很少取决于组成岩体的岩块的力学性质而是取决于包括受到各种地质因素和地质条件影响而形成的软弱面软弱带和其间充填的原生或次生物质的性质
象时，应用岩体基本质量指标修正值([BQ])，按表7．8对岩体质量进 行详细定级。岩体基本质量指标修正
值的计算式如下： [BQ]＝BQ—100(K1+k2+k3)
式中 K1——地下水影响修正系数； K2——主要软弱结构面产状影响修正系数 K3——初始应力状态影响修正系数。
7 . 2 . 1 概述
7 . 2 土的工程分类 7 . 2 . 1概述
以松散土为对象，以服务于工程建筑为目的的分类称为土的 工程分类(也称土质分类)。土的工程分类的任务是将用于工程建 设目的的各种自然土，按其工程地质性质的差异划分为类或组。 土质分类在土质学、土力学中一向是一个重要的基础理论课题， 就土质分类的系统而言，应属于普通分类。松散土具有区别于岩 石的独特性质，在工程实践中遇到的问题也多，研究历史悠久。
水对岩石的影响主要还是表现在对其强度的削弱方面，这种 削弱的程度深受岩石成因的影响。一般来说，水对火成岩类和大 部分的变质岩类以及少部分的沉积岩类的影响要／J、些；而对部 分变质岩、少数火成岩和大多数的沉积岩类的影响较大，尤其对 那些泥质岩类的影响则甚为显著。水对一些特殊岩类，如石膏、 岩盐等的影响，则需作专门的研究。
7.1.2 影响岩体工程性质的主要因素
没有统一的方法和标准，目前多沿用室内单轴抗压强度指标来反 映。
7．1．2．2 岩体的完整性 一般来说，岩体工程性质的好坏基本上不取决于或很少取决
象时，应用岩体基本质量指标修正值([BQ])，按表7．8对岩体质量进 行详细定级。岩体基本质量指标修正
值的计算式如下： [BQ]＝BQ—100(K1+k2+k3)
式中 K1——地下水影响修正系数； K2——主要软弱结构面产状影响修正系数 K3——初始应力状态影响修正系数。
7 . 2 . 1 概述
7 . 2 土的工程分类 7 . 2 . 1概述
以松散土为对象，以服务于工程建筑为目的的分类称为土的 工程分类(也称土质分类)。土的工程分类的任务是将用于工程建 设目的的各种自然土，按其工程地质性质的差异划分为类或组。 土质分类在土质学、土力学中一向是一个重要的基础理论课题， 就土质分类的系统而言，应属于普通分类。松散土具有区别于岩 石的独特性质，在工程实践中遇到的问题也多，研究历史悠久。
水对岩石的影响主要还是表现在对其强度的削弱方面，这种 削弱的程度深受岩石成因的影响。一般来说，水对火成岩类和大 部分的变质岩类以及少部分的沉积岩类的影响要／J、些；而对部 分变质岩、少数火成岩和大多数的沉积岩类的影响较大，尤其对 那些泥质岩类的影响则甚为显著。水对一些特殊岩类，如石膏、 岩盐等的影响，则需作专门的研究。
7.1.2 影响岩体工程性质的主要因素
没有统一的方法和标准，目前多沿用室内单轴抗压强度指标来反 映。
7．1．2．2 岩体的完整性 一般来说，岩体工程性质的好坏基本上不取决于或很少取决
第六章 岩体的工程地质性质及岩体工程分类
构 造 结 构 面 节理（ 型节理，张节理） 节理（X型节理，张节理） 断层（正断层，逆断层，平移断层） 断层（正断层，逆断层，平移断层） 层间错动带，羽状裂隙，破劈理。 层间错动带，羽状裂隙，破劈理。
构造结构面——区域性活动断裂 区域性活动断裂 构造结构面
构造结构面 ——
断层
断层面
3、次生结构面（浅、表生结构面） 次生结构面（ 表生结构面）
沉积结构面：是沉积岩在沉积和成岩过程中形成的， 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。 软弱夹层、沉积间断面和不整合面等。 岩浆（火成）结构面：是岩浆侵入及冷凝过程中形成的结构 岩浆（火成）结构面： 面，包括岩浆岩体与围岩的接触面、各期岩浆 包括岩浆岩体与围岩的接触面、 岩之间的接触面和原生冷凝节理等。 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， 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，像片理、片麻理。 结构面，像片理、片麻理。
Ⅳ级：指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、小断 指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、 层及较发育的片理、劈理面等。 层及较发育的片理、劈理面等。是构成岩块的边界 破坏岩体的完整性， 面，破坏岩体的完整性，影响岩体的物理力学性质 及应力分布状态。 及应力分布状态。 Ⅳ级结构面主要控制着岩体的结构、完整性和 级结构面主要控制着岩体的结构、 物理力学性质，数量多且具随机性， 物理力学性质，数量多且具随机性，其分布规律具 统计规律，需用统计方法进行研究。 统计方法进行研究 统计规律，需用统计方法进行研究。 又称微结构面。常包含在岩块内， Ⅴ级：又称微结构面。常包含在岩块内，主要影响 岩块的物理力学性质，控制岩块的力学性质。 岩块的物理力学性质，控制岩块的力学性质。
构造结构面——区域性活动断裂 区域性活动断裂 构造结构面
构造结构面 ——
断层
断层面
3、次生结构面（浅、表生结构面） 次生结构面（ 表生结构面）
沉积结构面：是沉积岩在沉积和成岩过程中形成的， 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。 软弱夹层、沉积间断面和不整合面等。 岩浆（火成）结构面：是岩浆侵入及冷凝过程中形成的结构 岩浆（火成）结构面： 面，包括岩浆岩体与围岩的接触面、各期岩浆 包括岩浆岩体与围岩的接触面、 岩之间的接触面和原生冷凝节理等。 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， 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，像片理、片麻理。 结构面，像片理、片麻理。
Ⅳ级：指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、小断 指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、 层及较发育的片理、劈理面等。 层及较发育的片理、劈理面等。是构成岩块的边界 破坏岩体的完整性， 面，破坏岩体的完整性，影响岩体的物理力学性质 及应力分布状态。 及应力分布状态。 Ⅳ级结构面主要控制着岩体的结构、完整性和 级结构面主要控制着岩体的结构、 物理力学性质，数量多且具随机性， 物理力学性质，数量多且具随机性，其分布规律具 统计规律，需用统计方法进行研究。 统计方法进行研究 统计规律，需用统计方法进行研究。 又称微结构面。常包含在岩块内， Ⅴ级：又称微结构面。常包含在岩块内，主要影响 岩块的物理力学性质，控制岩块的力学性质。 岩块的物理力学性质，控制岩块的力学性质。
岩石的工程性质及工程分类
§3.５ 岩石的工程性质 及工程分类
一、岩石的工程性质 二、岩石的工程分类
一、岩石的工程性质
重量性质 物理性质 孔隙性质
吸水性 透水性 软化性 抗冻性 强度性质 变形性质
水理性质
力学性质
物理性 质
密度（ρ）和重度（γ）
r、rsat、rd （γ、 γsat、γd ）等
颗粒密度（ρs）和比重（ds） ds=ρs /ρw 孔隙比（e）与孔隙度（n） 裂隙率（KT）
强度性质
干燥试样抗压强度 抗 压 强 度 (R) 抗 拉 强 度 (Rt) 抗 剪 强 度(τ) 点荷载强度（Is）
饱和试样抗压强度
冻融试样抗压强度 t sn tgj+c
P Is 2 D
回 弹 强 度（N）
变形性质
OA段：裂隙压密阶段 AB段：弹性变形阶段
BC段：塑性变形、裂隙 扩展阶段
岩石变形性质的指标
n e ; 1 e e n 1 n
ρ、ρs↑，n、e↓，岩石的工程性质↑
孔隙度多用于松散土、石，而裂隙率多 用于结晶连接的坚硬岩石。
水理性质
吸水性 透水性 软化性 抗冻性 可溶性 膨胀性 岩石在浸水过程中具有的吸水性能 岩石容许水透过的能力 岩石浸水后强度降低的性能 岩石抵抗冻融破坏的性能 岩石被水溶解的性能 岩石吸水后体积增大引起岩石结构 破坏的性能 崩解性 岩石被水浸泡，内部结构遭到完全 破坏呈碎块状崩开散落的性能
思考题：
1.影响岩石工程性质的因素有哪些？ 2.论述影响岩体工程性质的因素有哪些？
表示岩石吸水性的指标
吸水率（w1） 饱和吸水率（w2）
饱和系数（kw） 岩石的吸水性取决于本身所含裂隙、孔隙 的数量、大小、开闭程度及分布情况。
一、岩石的工程性质 二、岩石的工程分类
一、岩石的工程性质
重量性质 物理性质 孔隙性质
吸水性 透水性 软化性 抗冻性 强度性质 变形性质
水理性质
力学性质
物理性 质
密度（ρ）和重度（γ）
r、rsat、rd （γ、 γsat、γd ）等
颗粒密度（ρs）和比重（ds） ds=ρs /ρw 孔隙比（e）与孔隙度（n） 裂隙率（KT）
强度性质
干燥试样抗压强度 抗 压 强 度 (R) 抗 拉 强 度 (Rt) 抗 剪 强 度(τ) 点荷载强度（Is）
饱和试样抗压强度
冻融试样抗压强度 t sn tgj+c
P Is 2 D
回 弹 强 度（N）
变形性质
OA段：裂隙压密阶段 AB段：弹性变形阶段
BC段：塑性变形、裂隙 扩展阶段
岩石变形性质的指标
n e ; 1 e e n 1 n
ρ、ρs↑，n、e↓，岩石的工程性质↑
孔隙度多用于松散土、石，而裂隙率多 用于结晶连接的坚硬岩石。
水理性质
吸水性 透水性 软化性 抗冻性 可溶性 膨胀性 岩石在浸水过程中具有的吸水性能 岩石容许水透过的能力 岩石浸水后强度降低的性能 岩石抵抗冻融破坏的性能 岩石被水溶解的性能 岩石吸水后体积增大引起岩石结构 破坏的性能 崩解性 岩石被水浸泡，内部结构遭到完全 破坏呈碎块状崩开散落的性能
思考题：
1.影响岩石工程性质的因素有哪些？ 2.论述影响岩体工程性质的因素有哪些？
表示岩石吸水性的指标
吸水率（w1） 饱和吸水率（w2）
饱和系数（kw） 岩石的吸水性取决于本身所含裂隙、孔隙 的数量、大小、开闭程度及分布情况。
岩土工程地质分级与分类
土的分类标准（GBJ-90）
地基土的分类 （1）碎石土是典型的粗粒土，如果土中粒径大于 2mm 的含量高于 整个土体的重量的 50 ％，该土就属于碎石土。按粒粗和颗粒形 状，碎石土又可以进一步细分，见下表。
二、土的工程分类方案简介
土的分类标准（GBJ-90）
地基土的分类
（2）砂土即细—中粒土，无塑性，由细小岩石及矿物碎片组成。 砂粒直径变化在 0.75- 2mm 之间，且粒径大于 0.075mm 的土粒 含量超过 50 ％。按粒组含量，砂土又可以进一步分为砾砂、粗 砂、中砂、细砂和粉砂五类，如下表所示。
72土的工程分类一土的工程分类概述?土的工程分类的目的?土的工程分类的原则?土的工程分类体系一土的工程分类概述?根据土类可以大致判断土的基本工程性质并可结合其他因素评价地基的承载力抗渗流与抗冲刷稳定性在振动作用下的可液化性以及作为建筑材料的适宜性等根据土类可以大致判断土的基本工程性质并可结合其他因素评价地基的承载力抗渗流与抗冲刷稳定性在振动作用下的可液化性以及作为建筑材料的适宜性等?根据土类可以合理确定不同土的研究内容与方法?当土的性质不能满足工程要求时也需根据土类结合工程特点确定相应的改良与处理方法
①岩芯采取率（core extraction）:钻孔中取得的岩芯长度 与钻探进尺的比值，用百分数表示。
②岩石质量指标RQD（rock quality designation）:
用直径为75mm 的金刚钻头，双 层岩芯管在岩石 中钻进，连续取 芯。长度大于 10cm的岩芯总长 度与钻进总进尺 的比值，以百分 数表示。
限制条件： I. 当Rc > 90Kv +30时，应以Rc = 90Kv +30计算； II. 当Kv >0.04 Rc+0.4时，应以Kv =0.04 Rc+0.4计算。
地基土的分类 （1）碎石土是典型的粗粒土，如果土中粒径大于 2mm 的含量高于 整个土体的重量的 50 ％，该土就属于碎石土。按粒粗和颗粒形 状，碎石土又可以进一步细分，见下表。
二、土的工程分类方案简介
土的分类标准（GBJ-90）
地基土的分类
（2）砂土即细—中粒土，无塑性，由细小岩石及矿物碎片组成。 砂粒直径变化在 0.75- 2mm 之间，且粒径大于 0.075mm 的土粒 含量超过 50 ％。按粒组含量，砂土又可以进一步分为砾砂、粗 砂、中砂、细砂和粉砂五类，如下表所示。
72土的工程分类一土的工程分类概述?土的工程分类的目的?土的工程分类的原则?土的工程分类体系一土的工程分类概述?根据土类可以大致判断土的基本工程性质并可结合其他因素评价地基的承载力抗渗流与抗冲刷稳定性在振动作用下的可液化性以及作为建筑材料的适宜性等根据土类可以大致判断土的基本工程性质并可结合其他因素评价地基的承载力抗渗流与抗冲刷稳定性在振动作用下的可液化性以及作为建筑材料的适宜性等?根据土类可以合理确定不同土的研究内容与方法?当土的性质不能满足工程要求时也需根据土类结合工程特点确定相应的改良与处理方法
①岩芯采取率（core extraction）:钻孔中取得的岩芯长度 与钻探进尺的比值，用百分数表示。
②岩石质量指标RQD（rock quality designation）:
用直径为75mm 的金刚钻头，双 层岩芯管在岩石 中钻进，连续取 芯。长度大于 10cm的岩芯总长 度与钻进总进尺 的比值，以百分 数表示。
限制条件： I. 当Rc > 90Kv +30时，应以Rc = 90Kv +30计算； II. 当Kv >0.04 Rc+0.4时，应以Kv =0.04 Rc+0.4计算。
岩体的工程地质性质及其分类
（3）峰值前曲线斜率大，线性段和非线性段明显，峰 值强度高，破坏位移小。峰值后应力降大，残余强度 较低。多为剪断坚硬岩体。
第三节 岩体的强度性质
岩体强度是指岩体抵抗外力破坏的能力。岩体的强 度既不同于岩块的强度，也不同于结构面的强度，一般 情况下，其强度介于岩块与结构面强度之间。
岩体和岩块一样，岩体强度也有抗压强度、抗拉强度 和剪切强度之分。
Ⅳ级 指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、较发育的片理、 劈理面等。是构成岩块的边界面，破坏岩体的完整性，影响 岩体的物理力学性质及应力分布状态。
Ⅳ级结构面主要控制着岩体的结构、完整性和物理力 学性质，数量多且具随机性。
Ⅴ级结构面, 又称微结构面。常包含在岩块内，主要影响 岩块的物理力学性质，控制岩块的力学性质。
柱状、块状、板状、楔形、锥形、菱形等。
此外，在强烈破碎的部位，还可有片状、鳞片状、碎块 状及碎屑状等。
结构体形状在岩体稳定性评价中关系很大．形状不同， 稳定程度不同．一般来说．板状结构体比柱状、块状的 差，而楔状的比菱形及锥形的差．但还需结合其产状及 与工程作用力的关系作具体分析。
结构体的产状一般用结构体表面上最大结构面的长轴 方向表示．
十一、岩体的结构类型划分
由于组成岩体的岩性、遭受的构造变动及次生变化 的不均一性．导致了岩体结构的复杂性．
为了概括地反映岩体结构面和结构体的成因、特征 及其排列组合关系，将岩体结构划分为4大类和8个亚 类．不同结构类型的岩体，其工程地质性质不同．
各类结构岩体的基本特征如表6—3所示．
第二节 岩体的变形性质
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。
第三节 岩体的强度性质
岩体强度是指岩体抵抗外力破坏的能力。岩体的强 度既不同于岩块的强度，也不同于结构面的强度，一般 情况下，其强度介于岩块与结构面强度之间。
岩体和岩块一样，岩体强度也有抗压强度、抗拉强度 和剪切强度之分。
Ⅳ级 指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、较发育的片理、 劈理面等。是构成岩块的边界面，破坏岩体的完整性，影响 岩体的物理力学性质及应力分布状态。
Ⅳ级结构面主要控制着岩体的结构、完整性和物理力 学性质，数量多且具随机性。
Ⅴ级结构面, 又称微结构面。常包含在岩块内，主要影响 岩块的物理力学性质，控制岩块的力学性质。
柱状、块状、板状、楔形、锥形、菱形等。
此外，在强烈破碎的部位，还可有片状、鳞片状、碎块 状及碎屑状等。
结构体形状在岩体稳定性评价中关系很大．形状不同， 稳定程度不同．一般来说．板状结构体比柱状、块状的 差，而楔状的比菱形及锥形的差．但还需结合其产状及 与工程作用力的关系作具体分析。
结构体的产状一般用结构体表面上最大结构面的长轴 方向表示．
十一、岩体的结构类型划分
由于组成岩体的岩性、遭受的构造变动及次生变化 的不均一性．导致了岩体结构的复杂性．
为了概括地反映岩体结构面和结构体的成因、特征 及其排列组合关系，将岩体结构划分为4大类和8个亚 类．不同结构类型的岩体，其工程地质性质不同．
各类结构岩体的基本特征如表6—3所示．
第二节 岩体的变形性质
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。
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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
10~20 >20
扶风书屋
9
（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:
Kd
L sin
n
cos
sin
K
' d
cos
扶风书屋
10
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)
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 节理受岩体接触 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
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
扶风书屋
7
（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。
侧壁的起伏程度可用起伏角
(i)表示。
i arctg( 2h ) L
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。
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%
扶风书屋
12
（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。
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
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(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
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
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
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
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。
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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第一节 岩体的结构特征
一、结构面ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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
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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
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