工程地质 岩体结构PPT课件

➢ 二级结构面：断层、层间错动带、沉积间断面软弱夹 层、大型接触破碎带。长数百到数千米，宽一到数米。
控制山体及工程岩体的破坏方式及滑动边界
➢ 三级结构面：断层、大型节理、风化夹层和卸荷裂隙， 长数十到数百米，宽不超过一米。工程岩体稳定的控 制性因素及边界条件
➢ 四级结构面：节理、片理、劈理。一般长ห้องสมุดไป่ตู้米，无明 显宽度。小范围内将岩体切割成块状
• 问题：
• 什么是岩体？ • 什么是岩体结构？ • 为什么说岩体结构控制岩体的变形、破坏和力学
性质？ • 岩体结构控制论的基本思想是什么？
• 讲述内容： • 一、岩体和岩体结构 • 二、岩体结构控制论的基本思想
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一、岩 体和岩体结构
• 岩体是在地质历史时期形成的具有一定组分 和结构的地质体。
• 岩体结构是岩体结构单元在岩体内的排列、 组合形式。
➢ 五级结构面：延展性差，无厚度之别，分布随机，为
数甚多的微小裂隙。影响岩块的力学性质
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2、结构面的几何形态
• (1)平直型 包括一般的岩层面、片理、劈理、剪节 理、原生节理等。
• (2)波状起伏型 如具波痕的层理、轻度揉曲的片理、 沿走向或倾向呈舒缓波状的破裂结构面等。
• (3)曲折型 一般呈锯齿状或不规则的弯曲状，如具 交错层理和具龟裂纹的岩层面、缝合线、沉积间断 面，以及沿已有裂隙而发育的次生结构面等。
2. 工程地质岩组划分：在对地层岩性进行系统研究 及分析岩性岩相变化特征的基础上，对岩体及其 组成单元进行工程地质分类的工作。其主要目的 是为工程设计、施工人员应用。
3. 岩石（体）工程地质性质分类：普氏系数和RQD
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• 普氏系数（f） ：又称岩石的坚固性系数，是区分岩石坚固程度的系数,其值等于 岩石的单向抗压强度(MPa)除以10。按坚固性系数对岩石可钻性分级表
面；4、构造结构面；5、表生结构面 （二）力学类型 1、破裂结构面；2、破碎结构面；3、层状结构
面；4、泥化结构面 • 结构面调查的主要内容： • 1、规模；2、几何形态；3、光滑度；4、张开
度及充填物；5、连通性；6、密集程度
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1、结构面的规模
➢ 一级结构面:区域性断裂破碎带。长一般数十公里， 破碎带宽至少数米以上。控制工程所在区域的稳定性
粗糙度以及两壁岩石性质。
➢ 闭合型结构面内一般具有泥质、铁质薄膜等，其抗 剪强度不仅取决于形态和两壁岩石性质，而且还取
决于薄膜的物质成分和亲水性。
➢ 张开型结构面，以两壁张开的程度可分为微张开的
(0.2~1.0mm)、张开的(1.0～5.0mm)、宽张
开的(>5.0mm)。微张开的结构面两壁岩石常有多
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岩石的RQD分类
• RQD=100×长度大于等于10cm 的岩芯累计长度/统计 段的钻孔总进尺
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• 4、工程地质岩组划分的学术思路（孙玉科，2002）：
• (1)岩石建造是划分岩组的准则 ,如谷德振先生所划分 的 10 大岩组即: ① 碳酸岩建造 ② 碎屑岩建造、 ③ 复理式建造 ④含煤建造 ⑤ 含盐建造 ⑥岩浆岩建造 ⑦火山岩建造 ⑧ 变质岩建造 ⑨构造岩岩组 ⑩风化岩 岩组。这些可称为一级岩组；
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二、岩体结构控制论的基本思想
层次一：基础理论 层次二：应用
岩体结构控制论是岩体力学基础理论
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3.2 岩体结构的物质基础
• 问题： 1. 岩体的基本特性有哪些？岩体结构的物质基础什么？ 2. 岩体物质特征的研究内容有哪些？ 3. 何谓工程地质岩组？何谓工程地质岩组划分？其意义
何在？ 4. 工程地质岩组划分需考虑哪些因素？基本思路如何？
第三章 岩体结构控制论
重点：1、基本概念：岩体、结构面、结构体、岩体结 构；2、基本原理：岩体结构控制论的基本思想；岩体 结构的基本类型；环境因素和岩体结构力学效应。3、 基本方法：结构面调查的主要内容。
3.1 概述
3.2 岩体结构的物质基础
3.3 岩体结构
3.4 岩体结构的力学效应
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3.1 概述
处保持点接触，其抗剪强度比张开的结构面大。而
3.3 岩体结构
• 问题：
1. 什么是岩体结构？其组成要素或组成单元有哪些? 2. 什么是结构面？结构面有哪些类型各有何特征？ 3. 结构面调查的主要内容有哪些？ 4. 什么是结构体？其稳定性受哪些因素影响？ 5. 岩体结构可分为哪些基本类型，各有何特征？
• 讲述内容：
• 一、岩体结构的组成要素；二、结构面； • 二、结构体；四、岩体结构的基本类型。
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一、岩体结构的组成要素
•所谓结构面，系指岩体中具有一定方位和厚度，两向延 伸的地质界面，结构面可分为两大类：物质分异面（如， 层面、片理面、软弱夹层、岩浆侵入面等）和岩体中的不 连续面（如断层、节理、风化与卸荷裂隙等）。 •结构体：被结构面切割所形成的岩块。
结构体
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二、结构面
• 结构面类型及特征 （一）成因类型： 1、沉积结构面；2、火成结构面；3、变质结构
• 波浪型尤其是曲折型结构面，抗剪切滑移的能力较 大，具有重要的工程意义。
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3、结构面的光滑度或粗糙度
• 根据结构面的光滑度或粗糙度，可将结构 面分为：极粗糙、粗糙、一般、光滑、镜 面五个等级。结构面越粗糙，其抗剪强度 的摩擦系数(φ值)越大。
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4、结构面的结合状态及充填物
➢ 紧闭型结构面一般干净无充填物，两壁结合紧密， 结构面的抗剪强度取决于结构面的形态、起伏差、
• (2)在每一岩组中根据不同的地质因素 ,如沉积环境、 地质时代、 构造作用、 岩石物质成分等进行细分。 这些岩组可称为二级岩组；
• (3)在二级岩组基础上考虑相同或近似的工程地质性 质、 包括岩石强度相近、 水理性质相近、 结构面组 合相近、 结构体类似等等，这样划分出的岩组可称 为三级岩组。
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• 讲述内容： • 一、岩体物质特征的研究内容 • 二、工程地质岩组及其划分
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一、岩体物质特征的研究内容
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一、岩体物质特征的研究内容
1. 岩石的成分与结构 2. 岩石的成岩环境与岩相变化 3. 岩石的成层条件和厚度变化 4. 岩石的组合特征 5. 岩石的物理力学性质
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二、工程地质岩组及其划分
1. 工程地质岩组：把工程地质性质相近的岩层组合 体划归到一起构成工程地质评价的独立单元。