4第一章_岩体的结构类型及其工程地质评价
工程地质分析原理总结
⼯程地质分析原理总结第⼀篇区域稳定及岩体稳定分析的⼏个基本问题⼀、地壳岩体结构特征的⼯程地质分析(5分)1、岩体、结构⾯、结构体岩体：通常指地质体中与⼯程建设有关的那⼀部分岩⽯，它处于⼀定的应⼒状态，被各种结构⾯所分割。
结构⾯：指岩体中具有⼀定⽅向、⼒学强度相对较低、两向延伸的地质界⾯或带。
结构体：结构⾯在空间的分布与组合可将岩体分割成形状、⼤⼩不同的块体，称为结构体2、结构⾯的主要类型（按照成因、规模分类）及特征（如何描述结构⾯）按成因：原⽣结构⾯、构造结构⾯、浅表⽣结构⾯按规模：A类（贯通）、B类（显现）、C（隐微）3、岩体的分类：岩体结构分类（哪5类？）；岩体的⼯程分类（考虑三⽅⾯因素？）按结构特征分类：块体状结构、块状结构、层状结构、碎块状结构、散体状结构三⽅⾯因素：⼒学性质、岩体结构、赋存条件4、岩体的变形随深度有何变化特点？剪切或拉裂拉裂与弯曲弯曲弯曲与压扁压扁压扁与流动流动。
⼆、地壳岩体的天然应⼒状态（10分）1、岩体应⼒：天然应⼒和初始应⼒⾃重应⼒:指在重⼒场作⽤下⽣成的应⼒。
σv=γh（µ为岩体的泊松⽐，N。
称为岩体的侧压⼒系数。
）构造应⼒：指岩⽯圈运动在岩体内形成的应⼒。
⼜可分为活动构造应⼒和剩余构造应⼒。
变异及残余应⼒变异应⼒：指岩体的物理、化学变化及岩浆的侵⼊等引起的应⼒。
残余应⼒：承载岩体遭受卸荷或部分卸荷后，岩体中某些组分的膨胀回弹趋势部分地受到其他组分的约束，于是就在岩体结构内形成残余的拉、压应⼒相平衡的应⼒系统感⽣应⼒2、岩体天然应⼒状态类型（1）σx=σy=σv=rh 注：越往地壳的深部，存在静⽔应⼒式的可能性越⼤。
（2）垂直应⼒为主的观点地壳岩体内的应⼒以⾃重应⼒为主，主要存在于地表（3）⽔平应⼒为主的观点地壳岩体内的应⼒主要受构造运动影响，最⼤主应⼒近于⽔平。
3、影响岩体天然应⼒状态的主要因素及其作⽤（1）地区地质条件及岩体所经历的地质历史对岩体天然状态的影响：岩体的岩性及结构特征：决定着岩体的容重和泊松⽐，从⽽影响⾃重应⼒场的特征；统⼀区域构造应⼒作⽤下，岩体内应⼒分布的特征主要取决于岩性、结构特征及其⾮均⼀性；决定着岩体的强度及蠕变特性，因⽽决定了岩体承受及传递应⼒的能⼒。
工程地质及土力学复习资料(自考02404)
工程地质及土力学复习资料第一章岩石和地质构造一、什么叫矿物质和岩石？说明几种主要的造岩矿物和岩石的种类？矿物：具有一定化学成分和物理性质的自然元素单质和化合物，主要造岩矿物：白云母、角闪石、石英、白云石等。
岩石：是地壳中由一种或多种矿物组成的物质。
岩石有岩浆石、沉积石、变质石等。
何谓岩石的结构和构造?岩石的结构：是指组成岩石的矿物结晶程度、晶粒大小、晶体形状及相互结合的方式。
构造指矿物在岩石中的排列和充填方式所反映出的外貌特征。
二、试结合矿物的标本，阐述矿物主要的物理性质特征如颜色、光泽、解理、断口、结晶形态和硬度等的基本概念。
颜色：矿物的颜色是矿物对白（日）光选择吸收的表现。
当矿物有选择地吸收其中某一或某些波长的光波时，则矿物就呈现剩余波长光波的混合色。
按其不同的成因可分为自色、他色和假色。
条痕色：指矿物粉末的颜色，他排除了矿物因反射所造成的色差，以去掉假色，减弱他色，保存自色，使常见矿物的颜色更为固定，对于鉴别矿物具有实用意义。
透明度：是指矿物透光能力的大小，即光③线透过矿物的程度。
矿物的透明度分为：透明、半透明、不透明三级。
光泽：矿物表面反光的的光亮程度称为光泽。
矿物的光泽按其反射强弱划分如下：①金属光泽；②非金属光泽。
硬度：矿物抵抗外力刻划研磨的能力称为硬度。
各种矿物由于化学成分和内部结构的不同，常具有不同的硬度，这是鉴别矿物的一个重要特征。
解理与断口：矿物受到外力的作用（如敲打），其内部质点间的连接力被破坏，沿一定的方向形成一系列光滑的破裂面的性质，称为解理。
所裂开的光滑破裂面称为解理面。
不具方向性的不规则断裂面，则称为断口。
解理是反映矿物质内部质点相互连接强弱的特征。
根据解理发生的完全程度，把解理分为如下几种：①极完全解理；②完全解理；③中等解理；④不完全解理。
三、试结合矿物的标本，阐述表观鉴别常见矿物的基本方法及几种主要矿物的特征。
鉴别方法：用显微镜观察法、化学分析法、专用仪器分析法、表观鉴别法。
工程地质分析原理
工程地质分析原理绪论一、工程地质的基本任务人类工程活动地质环境的相互作用研究对象:工程地质条件工程活动的地质环境工程地质学的基本任务:研究人类工程活动与地质环境(工程地质条件)之间的相互作用，以便正确评价、合理利用、有效改造和完善保护地质环境。
二、工程地质分析的基本方法研究对象:工程地质问题:即:人类工程活动与地质环境相互制约的主要形式。
例:区域稳定问题岩土体稳定问题围岩稳定问题地基稳定问题边坡稳定问题变形程度时间效应研究内容:工程地质问题产生的地质条件、形成机制、发展演化趋势研究方法:地质分析、地质模拟分析、试验分析、力学分析that construction site clean, consciously maintain sanitation. (4) ensure the safety of materials and semi-finished products. 8. quality assessment, data compilation: buried, belongs to the concealed works construction, therefore its quality inspection must be carried out according to acceptance of concealed work-related. Mainly in the following aspects: (1) acceptance of positioning is accurate. (2) is fixed securely. (3) tightening compliance requirements. (4) have an impact on other projects. (5) the material used is eligible. (6)complete information has been collected. Documentation: should follow construction progress at any time finishing self acceptance, signature acceptance after the representatives of the party were invited. Requirements: (1) covert acceptance is the第一章地壳岩体结构的工程地质分析 1.1 基本概念岩体:指与工程建设有关的那一部分地质体。
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。
工程地质岩石分类及鉴定
工程地质岩石分类及鉴定中国•宜昌2016年5月4日目录1.工民建工程 (3)2.公路工程 (5)3.港口工程 (10)4.铁路工程 (13)5.工程岩体分级标准 (18)1 工民建工程工程地质岩石分类及鉴定3 1.1、岩石坚硬程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注：1 当无法取得饱和单轴抗压强度数据时，科用点荷载试验强度换算，换算方法按现行国家标准《工程岩体分级标准》（GB50218）执行；2 当岩体完整程度极为破碎时，可不进行坚硬程度分类。
1.2、岩石坚硬程度等级定性分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.3、岩体完整程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注: 完整性指数为岩体压缩波速与岩块压缩波速之比的平方。
1.4-2、岩体完整程度划分《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）1.5、岩石按风化程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注：1 波速比Kv为风化岩石与新鲜岩石压缩波速度之比;2 风化系数K f为岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比;3 花岗岩类岩石，可采用标准贯入试验划分，N≥50为强风化；50＞N≥30为全风化；N＜30为残积土。
4 泥岩和半成岩，可不进行风化程度划分。
1.6、岩体基本质量等级分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.8、岩层厚度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.9、岩石按在水中软化系数分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注：软化系数（K R）等于饱和状态与风干状态的岩石单轴极限抗压强度之比。
1.10、岩体按结构类型划分《岩土工程勘察规范》GB50021—2001工程地质岩石分类及鉴定2 公路工程2.1、岩石坚硬程度分级《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）注：岩石饱和单轴抗压强度试验要点，见本规范附录B。
注: 完整性指数为岩体压缩波速与岩块压缩波速之比的平方。
工程地质与土力学判断题及答案
《工程地质与土力学》判断题及答案绪论部分:1、1932年，苏联莫斯科地质勘探学院成立了第一个工程地质教研室，并创立了比较完善的工程地质学体系，这标志着工程地质学的诞生。
（√）2、1925年，美国土力学家太沙基发表了第一部土力学专著，使土力学成为一门独立的学科。
（√）3、土层中附加应力和变形不能忽略的那部分土层称为地基;把埋入土层一定深度的建筑物向地基传递荷载的下部承重结构称为基础。
（√）4、土层中附加应力和变形不能忽略的那部分土层称为基础;把埋入土层一定深度的建筑物向地基传递荷载的下部承重结构称为地基。
（×）5、不需处理而直接利用天然土层的地基称为天然地基;经过人工加工处理才能作为地基的称为人工地基。
（√）第一章:岩石及其工程地质性质6、地球是一个具有圈层构造的旋转椭球体。
（√）7、地球的内部由地壳、地幔、地核组成。
（√）8、矿物是地壳中的化学元素经过自然化合作用而形成的，是各种地质作用的产物，是岩石的基本组成部分。
（√）9、条痕是矿物粉末的颜色，通常将矿物在无釉的瓷板上刻画后进行观察。
（√）10、条痕是矿物手标本上被刻画时留下的痕迹。
（×）11、摩氏硬度计是以十种矿物的硬度表示十个相对硬度等级。
（√）12、摩氏硬度计是以十种矿物的硬度表示十个绝对硬度等级。
（×）13、岩浆岩分类方案通常是从岩浆的成分和成岩环境两方面考虑。
（√）14、沉积岩的分类主要依据沉积岩的结构。
（√）15、变质岩的分类主要依据变质岩的构造。
（√）16、火山碎屑岩归属于沉积岩。
（√）17、火山碎屑岩归属于岩浆岩。
（×）18、变质岩的片理构造与沉积岩的层理构造是一脉相承的。
（×）19、表征岩石软化性的指标称为软化系数，即指同种岩石的饱和极限抗压强度预干极限抗压强度之比。
（√）20、地壳中的原岩受构造运动、岩浆活动、高温、高压及化学活动性很强的气体和液体影响，其矿物成分、结构、构造等发生一系列的变化，这些变化称为变质作用。
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。
岩体力学复习参考资料完整版
名词解释：红色，加粗，楷体。
简答的题：蓝色，宋体，加粗。
填空的题：粉色，黑体，加粗。
选择的题：绿色，行楷，加粗。
第 0 章绪论一、地质体： 是指由岩石组成的块体及在结垢面切割下具有一定的结构和构造、 占据地球 上一定空间的实体，称为地质体。
（名-1） 二、勘察专业所研究的岩体力学问题为： 与工程活动有关的地壳浅表层岩体变形及稳定性问题：岩石边坡、岩石地 基及硐室围岩等。
第 1 章 岩体地质与结构特征1.1 概述一、岩体 1、概念： 岩体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。
是岩体力 学研究的对象。
（名-2） 2、岩体的组成由结构面网络及其所围限的岩石块体组成。
3、岩体的物理力学性质特征：非均匀、非连续、各向异性和多相性。
1.2 岩块及其特征一、概念：岩块指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元 体。
（名-3） 二、物质组成： 岩石是由具有一定结构构造的矿物集合体组成， 因此岩块的力学性质主要取 决于岩块的矿物成分及其相对含量。
三、岩块的结构与构造： 岩块的结构是指岩石内矿物颗粒的大小、形状、排列方式及微结构面发育情 况与粒间连结方式等反映在岩块构成上的特征。
四、风化程度： 1、岩块的风化程度可用定性指标和某些定量指标表述。
2、判断岩块风化程度的定性指标主要有：颜色、矿物蚀变程度、破碎程度 及开挖锤击技术特征等。
3、判断岩块风化程度的定量指标主要有风化空隙率指标和波速指标等。
4、风化空隙率指标(Iw)是快速浸水后风化岩块吸入水的质量与干燥岩块质 量之比。
5、波速指标： （1）风化岩块纵波速度 （2）波速比：风化岩块与新鲜岩块的纵波速度比值； （3）风化系数：风化岩块与新鲜岩块的饱和单轴抗压强度比值。
1.3结构面特征一、概念：结构面（Structural Plane） 指地质历史发展过程中，在岩体 内形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。
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。
工程地质岩石分类及鉴定
工程地质岩石分类及鉴定年月日目录1.工民建工程 (3)2.公路工程 (5)3.港口工程 (10)4.铁路工程 (13)5.工程岩体分级标准 (18)1 工民建工程1.1、岩石坚硬程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注：1 当无法取得饱和单轴抗压强度数据时，科用点荷载试验强度换算，换算方法按现行国家标准《工程岩体分级标准》（GB50218）执行；2 当岩体完整程度极为破碎时，可不进行坚硬程度分类。
1.2、岩石坚硬程度等级定性分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.3、岩体完整程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注: 完整性指数为岩体压缩波速与岩块压缩波速之比的平方。
1.4-2、岩体完整程度划分《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）1.5、岩石按风化程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注：1 波速比Kv为风化岩石与新鲜岩石压缩波速度之比;2 风化系数K f为岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比;3 花岗岩类岩石，可采用标准贯入试验划分，N≥50为强风化；50＞N≥30为全风化；N＜30为残积土。
4 泥岩和半成岩，可不进行风化程度划分。
1.6、岩体基本质量等级分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.7、岩石按质量指标RQD分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.8、岩层厚度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.9、岩石按在水中软化系数分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注：软化系数（K R）等于饱和状态与风干状态的岩石单轴极限抗压强度之比。
1.10、岩体按结构类型划分《岩土工程勘察规范》GB50021—20012 公路工程2.1、岩石坚硬程度分级《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）注：岩石饱和单轴抗压强度试验要点，见本规范附录B。
2.2、岩体完整程度划分《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）注: 完整性指数为岩体压缩波速与岩块压缩波速之比的平方。
岩土工程勘察复习答案
第一章习题答案一、基本概念1、工程地质条件可以理解为与工程建筑有关的地质要素之综合，包括地形地貌条件，岩土类型及其工程地质性质，地质结构，水文地质条件，物理地质现象，以及天然建筑材料等六个要素。
2、工程地质问题指工程建筑与地质环境（可由工程地质条件具体表征）相互作用、相互矛盾而引起的，对建筑本身的顺利施工和正常运行和对周围环境可能产生影响的地质问题。
二、填空题1、建设场地的工程地质条件可以理解为与工程建筑有关的地质要素之综合，包括地形地貌条件、岩土类型及其工程地质性质、地质结构、水文地质条件、物理地质现象、以及天然建筑材料等六个要素，其中岩土类型及其工程地质性质是最基本的要素。
2、工程地质勘察阶段按工民建可分为：（1）选址和可行性研究，（2）初步勘查阶段（3）详细勘察（4）施工勘察三、选择题1、建设场地的工程地质条件可以理解为与工程建筑有关的地质要素之综合，它包括六个要素。
其中最基本的要素为以下哪个方面（ B ）A、地形地貌条件B、岩土类型及其工程地质性质C、地质结构D、水文地质条件E、物理地质现象F、天然建筑材料２、以下各勘察方法中是工程地质勘察中一项最基本的勘察方法的是（ A ）A、工程地质测绘B、工程地质物探及勘探C、工程地质试验（室内、室外）D、工程地质长期观测３、砾砂的颗粒级配应为以下哪种（ A ）A、粒径大于2mm的颗粒质量占总质量25-50%；B、粒径大于2mm的颗粒质量占总质量50%；C、粒径大于2mm的颗粒质量占总质量25%；D、粒径大于20mm的颗粒质量占总质量25-50%；4、卵石的颗粒级配应为以下哪种（ B ）A、粒径大于200mm的颗粒质量占总质量50%；B、粒径大于20mm的颗粒质量占总质量50%；C、粒径大于2mm的颗粒质量占总质量50%；D、粒径大于20mm的颗粒质量占总质量25-50%；５、中砂的颗粒级配应为以下哪种（ C ）A、粒径大于2mm的颗粒质量占总质量50%；B、粒径大于0.5mm的颗粒质量占总质量50%；C、粒径大于0.25mm的颗粒质量占总质量50%；D、粒径大于0.25mm的颗粒质量占总质量25-50%；四、问答题1、工程地质勘查的基本任务具体有哪些？答：工程地质勘查的基本任务就是为工程建筑的规划、设计和施工提供地质资料，运用地质和力学知识回答工程上的地质问题，以便使建筑物与地质环境相适应，从地质方面保证建筑物的稳定安全、经济合理、运行正常、使用方便。
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
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
结 构 面
岩体结构面的类型及其特征
结构面组合关系的分析可用赤平投影、立体投影 和三角几何计算法等进行。
四、结构体特征
• 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。
• 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。
• 常用块度模数（单位体积内的Ⅳ级结构体数) 或结 构体体积来表示结构体规模。
13(12(tC gjj ct3gt)gsij)n2
（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。
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
程度有关 • 结构面的剪切刚度，
随法向应力的增大 而增大，随结构面 的规模增大而降低。
二、岩体变形参数的测定及变形曲线类型
原位岩体 变形试验
静力法 动力法
承压板法 钻孔变形法 狭缝法 水压洞室法 单(双)轴压缩试验法 声波法 地震波法
• 静力法的基本原理：在选定的岩体表面、 槽壁或钻孔壁面上施加法向荷载，并测 定其岩体的变形值；然后绘制出压力-变 形关系曲线，计算出岩体的变形参数。
4第一章 岩体的结构类型及其工程地质评价
结构体----岩石
结构面 组成岩体基本单元：结构体+结构面。
结构面
二、结构面特征
1.方位：结构面的产状，空间位置。 2.间距：沿所选择某一测线上相邻结构面间的距离。 3.延续性：结构面展布的范围和大小。 4.粗糙程度：粗糙、平滑和光滑。 5.侧壁的抗压强度：侧壁易受风化，且风化程度在垂直于侧壁的 方向上变化很大。 6.张开度：结构面两壁间的垂直距离。 7.被充填情况：常被外来物质所充填而形成次生充填软弱夹层。 8.渗流：地下水是否渗流及渗流量。 9.结构面组数：决定被切割的岩石块体形状。 10.块体大小：用体积裂隙数表示。
结构体：岩体中被结构面切割而成的岩石块体。
三、岩体的结构类型
划分依据： 岩体完整性、 结构体的形状、 结构面的发育程度、 间距大小
岩体划分类型： 整体块状结构 层状结构 碎裂结构 散状结构
三、岩体的结构类型
➢整体块状结构：结构面稀疏、延续性差、结构体块 度大，整体强度高，抗风化能力强，具有良好的工程 地质性质。
➢层状结构：结构面以层面和不密集的节理为主，多 为闭合到微张开、结合力不强，结构体块度较大。
➢碎裂结构：节理、裂隙发育，常有泥质物质充填， 结合力不强，镶嵌结构岩体工程地质性能尚好，层状 碎裂和碎裂结构则较差。
➢散状结构：节理、裂隙很发育，属于碎石土类。
第一章 岩石与岩体的程地质性质
第四节 岩体的结构类型及其 工程地质评价
岩体：工程影响范围内的岩石综合体。 包含岩层的层理、节理断层、软弱夹层等类结构 面和由结构切割成大小不一、形状各异的岩块所 组成的复合体。
一、结构面 结构面是指岩体中具有一定方向、力学强度相
任务四-岩体稳定性评价
（一）地基承载力[σ]：
（二）隧道围岩分类：
二、铁路部门应用的某些经验数据
（一）地基承载力[σ]：
岩石地基承载力，应考虑构造因素和地下水长 期软化对承载力降低的影响，一般情况下可比 照表5－10及5－11确定。
当前较常使用的方法是两种:
①用赤平极射投影图解及极限平衡理论计算可能失稳 方向上的安全系数。
②利用有限单元法进行岩体稳定性评价。
3. 试验研究方法
3. 试验研究方法 包括模型试验法和模拟试验法。 常用的有相似材料模型试验和光弹模型模拟试 验。 在相似理论的基础上用人工制造的模型和受力 条件去模仿实际的工程岩体原型及实际的受力 条件，通过室内模型模拟试验观察人工模型的 稳定性来评价实际岩体的稳定性。
但定性分析多而定量分析少。
1．地质分析法：
1．地质分析法： （3）地质力学配套分析：
在岩体稳定性评价中日益得到发展。
分析的基本内容可包括三个方面：一是根据破裂结构面 的力学性质评价结构面的工程性质，例如从结构面抗剪 强度来看，张性结构面较大，压性结构面其次，扭性结 构面较小；变形模量则是压性面大于扭性面，扭性面大 于张性面；透水性是张性面最大，扭性面居中，压性面 最小。二是应用构造体系的理论确定结构面构造组合、 结构体的型式等岩体结构特征。三是根据构造配套恢复 区域构造应力场，为了解岩体的天然应力状态指明方向。
（－）岩体的稳定性及影响岩体稳定性的因素
▪2. 影响岩体稳定性的因素
①岩体所在位置周围地质环境的稳定性对该环境 内的岩体稳定性有宏观控制作用。
4岩体的力学性质及工程分类
0.35~0.15 <0.15
破碎
极破碎
4、按岩芯质量指标（RQD）分类
蒂尔（Deer,1968)提出根据钻探时岩芯完好程度来判断岩 体的质量，对岩体分类。
RQD li 100% L
式中：li —所取岩芯中≥10cm长度的岩芯段的长度； L—钻进岩芯的总程度，m。
RQD（％） 0～25
等级
Ⅰ
分类
很差
25~50 Ⅱ 差
50~75 Ⅲ
较好
75~90 Ⅳ
良好
90～100 Ⅴ
很好
例 某钻孔的长度为250cm，其 中岩芯采取总长度为200cm,而 大于10cm的岩芯总长度为 157cm(如图所示)， 则岩芯采取率： 200/250=80%
RQD=157/250=63% 岩体分类为：Ⅲ类、中等岩体
面
岩体的破坏机制也受控于岩体结构： 结构控制有：岩体破坏难易程度、岩体破坏的规模、岩 体破坏的过程及岩体破坏的主要方式等。
岩体破坏机制受岩体结构控制
整块体结构岩 体
①张破裂 ②剪破坏
块状结构岩 体
结构体沿结 构面滑动
碎裂状结构岩体
①结构体张破裂
②结构体
剪破裂
③结构体流动变形 ④结构体沿
结构面滑动
⑤结构体转动
分类的目的：为岩体工程建设的勘察、设计、施工和 编制定额提供必要的基本依据。
按分类目的，可分为综合性和专题性两种；按其所涉及的因素 多少，可分为单因素分类法和多因素分类法两种。
一、工程岩体分类的参考影响因素
1、岩石的质量。主要表现在岩石的强度和变形性质方面。
2、岩体的完整性。岩体完整性取决于不连续面的组数和
5、地下水的影响。渗流，软化，膨胀，崩解，静、动水 压力等。
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。
工程地质分析原理(教案电子版)
绪论一、工程地质的基本任务人类工程活动地质环境的相互作用研究对象：工程地质条件工程活动的地质环境工程地质学的基本任务：研究人类工程活动与地质环境（工程地质条件）之间的相互作用，以便正确评价、合理利用、有效改造和完善保护地质环境。
二、工程地质分析的基本方法研究对象：工程地质问题：即：人类工程活动与地质环境相互制约的主要形式。
例：区域稳定问题岩土体稳定问题围岩稳定问题地基稳定问题边坡稳定问题变形程度时间效应研究内容：工程地质问题产生的地质条件、形成机制、发展演化趋势研究方法：地质分析、地质模拟分析、试验分析、力学分析第一章地壳岩体结构的工程地质分析1.1 基本概念岩体：指与工程建设有关的那一部分地质体。
它处于一定的地质环境中，被各种结构面所分割。
注意：与岩石、岩块的区别。
结构面：岩体中具有一定方向、力学强度相对（上下岩层）相对较低而延伸（或具一定厚度）的地质界面。
结构体：由结构面分割、围成的岩石块体（相对完整）。
岩体结构：由岩体中含有的不同结构面和结构体在空间的排列分布和组合状态所决定。
（8类）。
为什么要研究岩体结构。
a. 结构面是岩体中力学强度相对较薄弱的部位，导致岩体的不连续性、不均一性和各面异性。
b. 岩体结构特征对岩体的变形、破坏方式和强度特征起重要的控制作用。
c. 在地表的岩体，其结构特征在很大程度上决定了外营力对岩体的改造程程。
风化、地下水等。
1.2 岩体结构的主要类型与特征1.2.1 结构面的主要类型及其特征从成因角度：原生结构面构造结构面表生结构面：层向错动、泥化夹层、表生夹泥1.2.2 岩体结构类型一、岩体分类a. 分类目的和原则目的：对工程地质条件优劣不同的岩体进行分类，便于深入评价岩体的工程地质性质和特征，以达到合理利用和有效治理的目的。
b. 原则①差异性原则：不同类别的岩体的工程地质性质有明显的差异。
②适用性原则：分类体系便于（工程）应用。
③分类指标便于测定原则二、岩体结构类型划分以中科院地质所方案为代表，重点考虑岩体的改造，并应用地质力学观点对岩体结构类型进行详细划分。
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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。
结构体常见的形状:柱状、板状、楔形、菱形 形状不同，稳定性不同。
结构体的形状示意图
七、岩体的结构类型划分
1、根据岩体力学：
岩体结 构类型 岩体地质类型 主要 结构 形状 结构面发育情况 岩土工程特征 可能发生的岩土 工程问题
整体状 结构
均质，巨块状岩浆岩、 巨块 变质岩，巨厚层沉积 状 岩、正变质岩 厚层状沉积岩、正变 质岩、块状岩浆岩、 变质岩 多韵律的薄层及中厚 层状沉积岩、副变质 岩
第四节 岩体的结构类型及其 工程地质评价
岩体：工程影响范围内的岩石综合体。 包含岩层的层理、节理断层、软弱夹层等类结构 面和由结构切割成大小不一、形状各异的岩块所 组成的复合体。 一、结构面 结构面是指岩体中具有一定方向、力学强度相 对较低、两向延伸（或具有一定厚度）的地质界面 （带）。 如岩层层面、软弱夹层、各种成因的断裂、裂隙 等。由于这种界面中断了岩体的连续性，故又称不 连续面。
结构体----岩石
结构面 组成岩体基本单元：结构体+结构面。
结构面
二、结构面特征
1.方位：结构面的产状，空间位置。 2.间距：沿所选择某一测线上相邻结构面间的距离。
3.延续性：结构面展布的范围和大小。
4.粗糙程度：粗糙、平滑和光滑。 5.侧壁的抗压强度：侧壁易受风化，且风化程度在垂直于侧壁的 方向上变化很大。 6.张开度：结构面两壁间的垂直距离。 7.被充填情况：常被外来物质所充填而形成次生充填软弱夹层。 8.渗流：地下水是否渗流及渗流量。 9.结构面组数：决定被切割的岩石块体形状。 10.块体大小：用体积裂隙数表示。
不稳定结构体的 局部滑动或坍塌， 深埋洞室的岩爆
层状结 构
碎裂状 结构
构造影响严重的破碎 岩层 构造影响剧烈的断层 破碎带，强风化带， 全风化带
块状
散体状 结构
碎屑 状颗 粒状
不稳定结构体可 能产生滑塌，特 别是岩层的弯张 破坏及软弱岩层 的塑性变形 易引起规模较大 的岩体失稳，地 下水加剧岩体失 稳 易引起规模较大 的岩体失稳，地 下水加剧岩体失 稳