岩体结构的基本类型
第3章岩石结构面、力学性质岩体力学
岩石力学
3.3.1.2 结构面的连续性 结构面的连续性又称为结构面的延展性或贯通性，常用
迹长、线连续性系数和面连续性系数表示。 （1）迹长 结构面与勘测面交线的长度，称为迹长。 国际岩石力学学会(ISRM，1978年) 制订的分级标准(见
3.2.2 岩体结构的类型
在《岩土工程勘察规范（GB 50021-2001）》中，将岩体 结构划分为5大类（见下表）。
岩石力学
岩体结 构
类型 整体状
结构
块状结 构
层状结 构
岩体地质 类型
巨块状 岩浆岩和 变质岩
厚层状 沉积岩， 块状岩浆 岩和变质 岩 多韵律 薄层、中 厚层状沉 积岩，副
结构体 形状
岩石力学
3.1 概述
工程涉及的实际岩体与实验室内测试的岩石试件的力学 性能有着很大的差别，引起这种差别的主要因素有：
（1）岩体的非连续性； （2）岩体的非均质性； （3）岩体的各向异性； （4）岩体的含水性等。 其中最关键的因素是岩体的非连续性。
岩石力学
结构面（亦称弱面）：岩体内存在的各种地质界面，
巨块状
块状 柱状
层状 板状
结构面发育情况
以层面和原生、 构造节理为主， 多呈闭合型，间 距大于1.5m，一 般为1~2组，无 危险结构
有少量贯穿性节 理裂隙，结构面 间距0.7~1.5m， 一般为2~3组， 有少量分离体
有层理、片理、 节理，常有层间 错动
岩土工程特 征
岩体稳定， 可视为均质 弹性各项同 性体
岩石力学
当试件沿结构面发生剪切破坏时，作用在结构面上的应力有：
T A
P cos
工程地质学模拟试题及答案
一、名词解释。
1、工程地质条件：与工程建设有关的地质因素的综合，或是工程建筑物所在地质环境的各项因素。
这些因素包括岩土类型及其工程性质、地质构造、地貌、水文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料等方面。
2、工程地质问题：工程地质条件与工程建筑物之间所存在的矛盾或问题.3、工程地质学：是地质学的分支学科，又是工程与技术科学，基础学科的分支学科，它是工程科学与地质科学相互渗透交叉而形成的一门边缘学科,从是人类工程活动与地质环境相互关系的研究是服务于工程建设的应用科学。
4、原生矿物岩石经物理风化破碎，但成分没有发生变化的矿物碎屑。
5、次生矿物岩石经过化学作用,使其进一步分解,形成一些颗粒更细小的新矿物。
6、粒径土颗粒的大小以其直径来表示，称为粒径，其单位一般采用mm。
粒径只是一个相对的、近似的概念，应理解为土粒的等效直径。
7、粒度成分土中各个粒组相对百分含量,通常用各粒组占土粒总质量的百分数表示。
8、等（有)效粒径非均粒土累积含量占10％（粒组累积百分含量）所对应的粒径.（平均粒径＝50%限制粒径＝60%）9、不均匀系数是土的限制粒径和有效粒径的比值，即为。
值越大，土粒越不均匀，累积曲线越平缓;反之，值越小，则土粒越均匀,曲线越陡。
曲率系数是累积含量30%粒径的平方与有效粒径和限制粒径乘积的比值，即为，Cc值能说明累积曲线的弯曲情况。
10、土的结构：是指组成土的土粒大小、形状、表面特征、土粒间的连结关系和土粒的排列情况。
11、土的构造：在一定的土体中,结构相对均一的土层单元体的形态和组合特征.包含土层单元体的大小、形状、排列和相互关联等方面。
12、细粒土的稠度：由于细粒土的含水率不同，表现出稀稠软硬程度不同的物理状态，如固态、速态或流态，细粒土这种因含水率变化而表现出的各种不同物力状态，即为细粒土的稠度。
13、稠度界限随着含水率的变化,细粒土可由一种稠度状态转变为另一种稠度状态，相对于转变点的含水率，称为稠度界限，也称为界限含水率。
第讲-岩体结构与结构面性质
§2-2 岩体结构面的几何与力学性质
一、结构面的几何性质
1、产状
结构面产状三要素：走向、倾向、倾角； 与主应力之间的关系：控制岩体的破坏机理与强度。
2、分布密度
结构面的分步密度反映结构面发育的密集程度，以裂隙度和切 割度表示。 ①裂隙度K ：沿取样线方向单位长度上的结构面数量。 设取样线长度为L,单位m,该长度内出现的结构面数量n，沿取 样线方向结构面平均间距为d′，则
延伸十米~数十米，无破碎 带，面内不含泥，仅在一个 地质年代的地层中分布
延展数厘米~数米，未错动，有 的呈弱结合状态，统计结构面
微米~毫米，细小或隐微裂 面，统计结构面
区域性深大断裂
影响区域稳定性；如通过 工程区，形成岩体力学作 用边界
大中型断层、不整合 面、层间错动带、软 弱夹层等
小断层、软弱夹层、 层间错动带等
（2）力学成因类型
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。
张性结构面是由拉应力形成 的，如粘土岩失水收缩节理、 岩浆岩中的冷凝节理等。
逆断层 正断层
平移断层
2、分级
级序
分级依据
地质类型
对岩体稳定影响
Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级 Ⅳ级 Ⅴ级
延伸数公里以上（最长达上 千公里），破碎带宽度数米 ~数十米 延伸数百米~数公里，破碎 带宽度几厘米~几米
1、法向变形与法向刚度
（1）法向变形特征 ①曲线形状，先凹，后陡；归结为接触 微凸体的弹性变形、压碎、间接拉裂隙 产生、新的接触点和面的增加。 ②初始阶段，结构面变形为主， 当σn=σc / 3时结构面变形基本完成 ③最大闭合量小于张开度。 ④卸除荷载后，有明显的迟滞和非弹性 效应。
《岩石力学》习题库及答案
练习题一、名词解释：1、各向异性：岩石的全部或部分物理、力学性质随方向不同而表现出差异的性质。
2、软化系数：饱水岩样抗压强度与自然风干岩样抗压强度的比值。
3、初始碎胀系数：破碎后样自然堆积体积与原体积之比。
4、岩体裂隙度K：取样线上单位长度上的节理数。
5、本构方程：描述岩石应力与应变及其与应力速率、应变速率之间关系的方程（物理方程）。
6、平面应力问题：某一方向应力为0。
（受力体在几何上为等厚薄板，如薄板梁、砂轮等）1．平面应变问题：受力体呈等截面柱体，受力后仅两个方向有应变，此类问题在弹性力学中称为平面应变问题。
2．给定载荷：巷道围岩相对孤立，支架仅承受孤立围岩的载荷。
3．长时强度：作用时间为无限大时的强度（最低值）。
4．扩容现象：岩石破坏前，因微裂隙产生及内部小块体相对滑移，导致体积扩大的现象5．支承压力：回采空间周围煤岩体内应力增高区的切向应力。
1．平面应力问题：受力体呈等厚薄板状，所受应力为平面应力，在弹性力学中称为平面应力问题。
2．给定变形：围岩与母体岩层存在力学联系，支架承受围岩变形而产生的压力，这种工作方式称为给定变形。
3．准岩体强度：考虑裂隙发育程度，经过修正后的岩石强度称为准岩体强度。
4．剪胀现象：岩石受力破坏后，内部断裂岩块之间相互错动增加内部空间在宏观上表现体积增大现象。
5．滞环：岩石属滞弹性体，加卸载曲线围成的环状图形，其面积大小表示因内摩擦等原因消耗的能量。
1、岩石的视密度：单位体积岩石（包括空隙）的质量。
2、扩容现象：岩石破坏前，因微裂隙产生及内部小块体相对滑移，导致体积扩大的现象。
3、岩体切割度Xe：岩体被裂隙割裂分离的程度：4、弹性后效：停止加、卸载，应变需经一段时间达到应有值的现象。
5、粘弹性：岩石在发生的弹性变形具有滞后性，变形可缓慢恢复。
6、软岩（地质定义）：单轴抗压强度小于25MPa的松散、破碎、软弱及风化膨胀类岩石。
1.砂土液化：饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下，受到强烈振动而丧失抗剪强度，使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作用或现象。
工程动力地质学常识
工程动力地质学常识一、名词解释：1．工程地质学：是研究人类的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、有效改造和妥善保护地质环境的一门学科，是地质学的分支。
2．活断层：一般理解为目前还在持续活动的断层，或在历史时期或近期地质时期活动过、极有可能在不远的将来重新活动的断层。
3．滑坡：斜坡岩土体在自然或人为因素作用下沿某一界面发生剪切破坏整体向坡下运动的现象。
4．天然应力：称为初始应力，指未经人为扰动的，主要是在重力场和构造应力场的综合作用下，有时也在岩体的物理、化学变化及岩浆侵入等的作用下所形成的应力状态。
5．地震效应：地震波的作用下，场地会出现各种破坏作用，称为地震效应。
6．工程地质条件：是工程活动的地质环境，一般认为，工程地质条件包括：岩石和土的性质、地质构造、地貌、水文地质条件、自然地质现象和天然建筑材料等方面，其中最根本的是岩石和土的性质。
7．残余应力：承载岩体遭受卸荷或部分卸荷时，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部形成残余的拉、压应力自相平衡的应力系统，即残余应力。
8．崩塌：坡体中被陡倾的张性破坏面分割的岩休，因根部折断或压碎而倾倒，突然脱离母体翻滚而下，称为崩塌。
过程中，阶梯的岩块相万撞击粉碎，最后堆积于坡脚。
多半发生在岩质陡坡的前缘。
9．斜坡破坏地震效应：指地震诱发的滑坡、崩塌或泥石引流等地质灾害，主要发生在山区和丘陵地带。
10．容许承载力：地基所能承受建筑物基础作用在地基单位面积上容许的最大压力。
在这个压力下，地基的强度和变形都满足设计的要求，建筑物安全和正常使用不会受到不利的影响。
11．诱发地震：在一定条件下，人类工程活动如修建水库、城市或油田的抽水或注水、矿山坑道的崩塌以及地下核爆炸等引起的异常地震活动称为诱发地震。
12．抗力体：坝下游能起抵抗坝基滑移作用的岩体称为抗力体。
13．围岩应力重分布：地下洞室的开挖破坏了岩体原有的应力平衡状态，围岩内各质点在回弹应力的作用下，均将力图沿最短的距离向消除了阻力的自由表面移动，直至达到新的平衡。
第二章 地质构造与岩体结构
终表示3为0： N 28ESE 。
图2-13 用圆形地质罗盘测倾斜岩层产状要素示意图
图2-14 岩层产状的表示法
图2-12所示的另一倾斜岩层的走向线为b-b，走向为N 40W ，倾
向为SW，若已知其倾角为 15， 则该倾斜岩层产状可表示为 N 40 WSW15。
第三节 节理、劈理和片理
一、断裂构造
（1） 对称褶曲：两翼岩层倾向相反，倾角相等或接近相等，对 称褶曲也称为直立褶曲。
（2） 不对称褶曲：两翼岩层倾向相反，倾角不相等。
（3） 转。
倒转褶曲：两翼岩层向同一方向倾斜，一翼正常，一翼倒
（4） 平卧褶曲：褶曲的轴面近水平，两翼岩层产状平缓。
（5） 水平褶曲：褶曲的脊线近水平。
（6） 倾伏褶曲：褶曲的脊线沿一定方向向上或向下倾伏。
地质构造是地壳在其漫长的发展历史过程中遭受构造运动作用 后，所形成的地层形态（如地壳中岩层或岩体的位置、产状及相互 关系等），或者说地质构造是构造运动在岩石圈中留下的形迹（作 者根据个人在塔克拉玛干沙漠观察其地貌特点后认为，有些地质构 造也许是在外力地质作用下形成的，例如古沙漠地貌如果能变质成 岩，其岩层一定是弯曲的，一定具备褶皱构造的所有特点）。
这样的地层对某个具体工程而言，显然也可作为倾斜构造来
看待。因此笔者认为，广义的倾斜构造应包括上述所有三种
情况。
岩层面与水平面的交角小于20～30o时被称为缓倾斜岩层；交 角在60～70o以上时称为陡立岩层，介于缓倾斜岩层和陡立岩 层之间的称为陡倾岩层，交角近于或等于90o时，成为直立岩 层。如果在一定的地质区域内，一系列岩层的倾斜方向及倾斜 角度都基本一致，则称其为单斜构造。，但在有的行业中，对 倾斜岩层却有自己特有的命名方法，例如，在采矿行业中，交 角大于45o的煤层被称为急倾斜煤层。
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。
岩石力学ppt课件第三章 岩体力学性质
含软弱夹层的层状岩体及裂隙岩体 （3）上凸型（弹-塑性岩体）
结构面发育且有泥质充填的岩体。
（4）复合型：阶梯或“S”型（塑-弹-塑性岩体)
20结21/8构/17面发育不均或岩性不均匀的岩体。
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（二）剪切变形特征：
(a)沿软弱结 构面剪切
(b)沿粗糙结构面、 软弱岩体及强风
化岩体剪切
(c)坚硬岩体 受剪切
峰前变形平均斜 率小，破坏位移 大；峰后强度损 失小。
2021/8/17
峰前变形平均斜 率较大，峰值强 度较高；峰后有 明显应力降。
峰前变形斜率大，
峰值强度高，破坏
位移小；峰后残余 强度较低。
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（三）各向异性变形特征：（P101蔡）
岩石的全部或部分物理、力学特性随方向不同而 表现出差异的现象称为岩石的各向异性。
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§3.1 概述
岩体=结构面（弱面）+结构体（岩石块体） 结构面：断层、褶皱、节理……统称
影响岩体力学性质的基本因素：
结构体(岩石)力学性质、结构面力学性质、岩体 结构力学效应和环境因素(特别是水和地应力的作用)
2021/8/17
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§3.2岩体结构的基本类型 （地质学、复习、了解）
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孔隙静水压力作用
（三）力学作用：
孔隙动水压力作用
当多孔连续介质岩土体中存在孔隙地下水时， 未充满孔隙的地下水使岩土体的有效应力增加：
p
σα有效应力，σ 总应力，p 孔隙静水水压力
当地下水充满多孔连续介质岩土体时，使有效 应力减小：
p
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σα，σ ，p ： 含义同上
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中国矿业大学矿山岩石力学简答题
简答题1、地质体和岩体在概念上有哪些区别?答:(1) 岩体和地质体是同一物体在不同场合的两个名词。
(2) 就具体问题研究而言,岩体即为地质体的一部分。
(3) 岩体是工程地质学和岩体力学的专有名词。
有时将土地作为一种特殊岩体对待。
2、岩体和岩石的各自特征是什么?两者有何区别和联系?答:特征: 岩体: 不连续性、非均匀性、各向异性、有条件转化性; 岩石:是一种地质材料,是组成岩体的固相基质, 是连续、均匀、各向同性或正交各向同性的力学介质;区别联系::(1) 岩体赋存于一定地质环境之中, 地应力、地温、地下水等因素对其物理力学性质有很大影响, 而岩石试件只是为实验而加工的岩块, 已完全脱离了原有的地质环境。
(2) 岩体在自然状态下经历了漫长的地质作用过程, 其中存在着各种地质构造面,如不整合、褶皱、断层、节理,裂隙等而岩石相对完整。
(3) 一定数量的岩石组成岩体,且岩体无特定的自然边界, 只能根据解决问题的需要来圈定范围。
(4) 岩体是地质体的一部分, 并且是由处于一定地质环境中的各种岩性和结构特征岩石所组成的集合体, 也可以看成是由结构面所包围的结构体和结构面共同组的。
3、岩体力学的一般工作程序(步骤) 和主要研究方法?答:工作程序:岩体工程地质信息采集—岩体工程地质力学模型—岩体稳定性评价—岩体工程设计—岩体工程施工—岩体性态监测; 主要研究方法: 工程地质法、测试试验法、理论研究法、综合研究法4、岩体的组成要素是什么?答:物质成分(岩石) 、结构(结构体、结构面) 、赋存环境(应力场、温度场、渗流场、其他物理场)5、从工程地质研究的角度, 简述岩石的主要造岩矿物及其基本性质?答:1 、可溶性矿物, 如岩盐、石膏、芒硝等, 在适宜条件下可溶解于水, 减少岩石的固相成分增加空隙比, 使岩石结构变松、力学性能降低、渗透性提高。
2、易风化矿物, 其稳定性取决于矿物的化学成分迁移活动性、矿物结晶特征、矿物生成条件。
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。
岩土室内测试：岩体结构的基本类型
岩体结构的基本类型岩体的力学性质与工程分类岩体结构n结构体和结构面称为岩体结构单元或岩体结构要素,不同类型的岩体结构单元在岩体内的组合、排列形式称为岩体结构。
一、整体状结构岩体地质类型：巨块状岩浆岩和变质岩，巨厚层沉积岩结构体形状：巨块状结构面发育情况：以层面和原生、构造节理为主，多呈现闭合型，间距大于1.5m, 一般为1~ 2组岩土工程特征：无危险结构岩体稳定，可视为均质弹性各向同性体可能发生的工程问题：局部滑动或坍塌，深埋洞室的岩爆岩体地质类型：厚层状沉积岩，块状岩浆岩和变质岩结构体形状：块状结构面发育情况：有少量贯穿性节理裂隙，结构面间距0.7 - 1.5m,一般为2~3组，有少量分离体岩土工程特征：结构面互相牵制，岩体基本稳定，接近弹性各向同性体柱状可能发生的工程问题：局部滑动或坍塌，深埋洞室的岩爆岩体地质类型：多韵律薄层、 中厚层状沉积岩，副变质岩 结构体形状：层状结构面发育情况：有层理、片理、节理，常有层间错动 岩土工程特征：变形和强度受层面控制，可视为各向异性弹塑性体，稳定性较差板状可能发生的工程问题：可沿结构面滑塌，软岩可产生塑性变形碎裂结构岩体地质类型：构造影响严重的破碎岩层结构体形状：碎块状结构面发育情况：断层、节理、片理、层理发育，结构面间距0.25 ~ 0.50m, 一般3组以上，有许多分离体岩土工程特征：整体强度很低，并受软弱结构面控制，呈弹塑性体，稳定性很差可能发生的工程问题：易发生规模较大的岩体失稳，地下水加剧失稳散体状结构岩体地质类型：断层破碎带，强风化及全风化带结构体形状：碎屑状结构面发育情况：构造和风化裂隙密集，结构面错综复杂，多充填粘性土，形成无序小块和碎屑岩土工程特征：完整性遭极大破坏，稳定性极差，接近松散介质可能发生的工程问题：发生规模较大的岩体失稳，地下水加剧失稳n依据岩体中结构面的组合和排列形式，将岩体结构划分为整体状结构块状结构层状结构碎裂状结构散体状结构n分别论述5种岩体结构类型的基本特征和易发的工程问题思考一下各种结构类型之间能不能相互转化？THANKYOU谢谢观看。
《岩石力学》考研.问答题
《岩⽯⼒学》考研.问答题1、什么是全应⼒应变曲线？为什么普通材料试验机得不出全应⼒应变曲线？答：在单轴压缩下，记录岩⽯试件被压破坏前后变形过程的应⼒应变曲线。
普通材料实验机整体刚度相对较⼩，对试件施加载荷产⽣的反作⽤⼒将使实验机构件产⽣较⼤变形（弹性能储存），当岩⽯试件被压坏时，试件抗压能⼒急剧下降，致使实验机弹性变形迅速恢复（弹性能释放）摧毁岩⽯试件，⽽得不到岩⽯破坏后的应⼒应变曲线。
刚性实验机在施加载荷时，⾃⾝变形极⼩，储存的弹性能不⾜以摧毁岩⽯试件，因此可以得到岩⽯破坏后的应⼒应变曲线。
2、简述岩⽯在三轴压缩下的变形特征。
答：E、µ与单轴压缩基本相同；随围压增加——三向抗压强度增加；峰值变形增加；弹性极限增加；岩⽯由弹脆性向弹塑性、应变硬化转变。
3、按结构⾯成因，结构⾯通常分为⼏种类型？答：按成因分类有三种类型：①原⽣结构⾯——成岩阶段形成的结构⾯；②构造结构⾯——在构造运动作⽤下形成的结构⾯；③次⽣结构⾯——由于风化、⼈为因素影响形成的结构⾯。
4、在巷道围岩控制中，可采取哪些措施以改善围岩应⼒条件？答：选择合理的巷道断⾯参数（形状、尺⼨），避免拉应⼒区产⽣（⽆拉⼒轴⽐）；巷道轴线⽅向与最⼤主应⼒⽅向⼀致；将巷道布置在减压区（沿空、跨采、卸压）。
5、地应⼒测量⽅法分哪两类？两类的主要区别在哪⾥？每类包括哪些主要测量技术？答：分为直接测量法和间接测量法。
直接测量法是⽤测量仪器直接测量和记录各种应⼒量。
间接测量法，不直接测量应⼒量，⽽是借助某些传感元件或某些介质，测量和记录岩体中某些与应⼒有关的物理量的变化，通过其与应⼒之间存在的对应关系求解应⼒。
直接测量法包括：扁千⽄顶法、⽔压致裂法、刚性包体应⼒计法和声发射法等。
间接测量法包括：套孔应⼒解除法、局部应⼒解除法、松弛应变测量法、孔壁崩落测量法、地球物理探测法。
1．岩⽯的塑性和流变性有什么不同?答：塑性指岩⽯在⾼应⼒（超过屈服极限）作⽤时，产⽣不可恢复变形的性质。
岩体力学04-工程岩体分类
方法：通过岩体的一些简单和容易实测的
指标，把工程地质条件和岩体力学性质参 数联系起来，并借鉴已建工程设计、施工 和处理等方面成功与失败的经验教训，对 岩体进行归类的一种工作方法。
目的：通过分类，概括地反映各类工程岩
体的质量好坏，预测可能出现的岩体力学 问题。为工程设计、支护衬砌、建筑物选 型和施工方法选择等提供参数和依据。
学性质、
优点：给出了毛洞自稳性的工程地质评价，给出了各类围岩
的喷锚支护设计参数及围岩物理力学性质的计算指标。
主要工程地质特点
围 岩 类 岩体结 构 别
岩石强度 指标
构造影响程度，结构面发育情况 和组合状态 单轴 饱和 抗压 强度
σcw(MPa)
岩体声波 指标
岩体 完整 性系 数
Kv
点荷 载强 岩体纵 度(MPa) v 波度 (km／s)
（1）根据各类指标的数值，按下表的标准评分，求和得总分 RMR值。
分类参数 完整岩石 强度 (MPa) 点荷载强 度指标 单轴抗压 强度 ＞10 ＞250 15 90~100 4~10 100~250 12 75~90 15 60~200 15
节理面稍粗糙， 宽度＜1mm， 节理面岩石坚 硬
数 值 2~4 50~100 7 50~75 10 20~60 10
20 10~25 或 0.1~0.2
或 只有湿气(有 裂隙水)
10 25~125 或 0.2~0.5 或 中等水压 4
5
地下水条 件
总条件 评 分 值
4
（2）按下表的规定对RMR总分作适当的修正。
按节理方向修正评分值
节理走向或倾向 隧道 评分值 地基 边坡 非常有利 0 0 0 有利 -2 -2 -5 一般 -5 -7 -25 不利 -10 -15 -50 非常不利 -12 -25 -60
工程地质学考试复习题
结构面和结构体的罗列与组合形成。
包括结构面和结构体两个要素。
指发育于岩体中，具有一定方向和延伸性,有一定厚度的各种地质界面,如断层、节理、层理及不整合面等. 由于这种界面中断了岩体的连续性，故又称不连续面。
结构面的成因分类：原生结构面、构造结构面、次生结构面为了概括地反映岩体结构面和结构体的成因、特征及其罗列组合关系．将岩体结构划分为4 大类和8 个亚类如下表所示：整体块状结构Ⅰ层状结构Ⅱ碎裂结构Ⅲ散体结构Ⅳ整体结构(Ⅰ 1)块状结构(Ⅰ 2)层状结构(Ⅱ 1) 薄层状结构层状碎裂结构(Ⅲ2) 碎裂结构(Ⅲ3)工程地质条件这些因素包括:(1) 地层的岩性：是最基本的工程地质因素，包括它们的成因、时代、岩性相关书籍、产状、成岩作用特点、变质程度、风化特征、软弱夹层和接触带以及物理力学性质等。
(2) 地质构造：也是工程地质工作研究的基本对象，包括褶皱、断层、节理构造的分布和特征、地质构造，特殊是形成时代新、规模大的优势断裂，对地震等灾害具有控制作用，于是对建造物的安全稳定、沉降变形等具有重要意义。
(3) 水文地质条件：是重要的工程地质因素，包括地下水的成因、埋藏、分布、动态和化学成份等。
(4) 地表地质作用：是现代地表地质作用的反映，与建造区地形、气候、岩性、构造、地下水和地表水作用密切相关，主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、风沙挪移、河流冲刷与沉积等，对评价建造物的稳定性和预测工程地质条件的变化意义重大。
(5) 地形地貌：地形是指地表高低起伏状况、山坡陡缓程度与沟谷宽窄及形态特征等;地貌则说明地形形成的原因、过程和时代。
平原区、丘陵区和山岳地区的地形起伏、土层厚薄和基岩出露情况、地下水埋藏特征和地表地质作用现象都具有不同的特征，这些因素都直接影响到建造场地和路线的选择。
(6)地下水：包括地下水位，地下水类型，地下水补给类型，地下水位随季节的变化情况。
(7)建造材料：结合当地具体情况，选择适当的材料作为建造材料，因地制宜，合理利用，降低成本。
岩体结构的基本类型
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。
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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16-4-2
2.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。
岩体结构的基本类型表16-4-3
3、组成
岩体内岩块的组合排列形式。
岩体结构是由结构面和结构体2个基本单元组成。
4、结构面
岩体内存在的不同成因、不同特性的各种地质界面的统称。
如层面、节
岩体结构
理、断层、裂隙等。
结构面不是几何学上的面，而往往是具有一定张开度的裂缝，或被一定物质充填,具有一定厚度的层或带。
按成因,结构面可分为：沉积或成岩过程中产生的层面、夹层、冷凝节理等原生结构面；
构造作用下形成的断层、节理等构造结构面；变质作用下所产生的片理、片麻理等变质结构面；还有在外营力作用下形成的风化裂隙、卸荷裂隙等次生结构面。
按规模（主要是长度），可将结构面分为5级：（几十至上百公里，十几公里，几公里,几米至几十米和厘米级）。
它们分级或共同控制着区域、地区、山体、岩体的稳定性和岩块的力学特性。
按性质，结构面可分为硬性（刚性）结构面和软弱结构面。
硬性结构面的摩擦系数较大，多数没有充填物。
软弱结构面的摩擦系数相对较小，延伸较长，且普遍充填粘土、泥、岩石碎块等物质。
按物质组成和微结构形态，软弱结构面分为原生软弱夹层、断层和层间错动破碎带、软弱泥化带（或夹层）等 3种类型。
某些充填泥质或粘土薄膜的大节理，也可构成软弱结构面。
软弱结构面是岩体中最容易产生变形和破坏的部位。
它常常成为危险的切割面、滑移面或构成有害的压缩变形带，导致岩体产生不允许的变形或失稳。
因此，当工程岩体中存在软弱结构面时，除了要研究它们的几何形态、结合状况、空间分布和填充物质等方面外，还要特别注意对其物质组成、厚度、微观结构、在地下水作用下工程地质性质（潜蚀、软化）的变化趋势、受力条件和所处的工程部位，以及它们的力学性质指标等，进行专门的试验研究，并对其对岩体稳定性的影响作出定量的分析评价，提出工程处理措施。
5、结构体
岩体受结构面切割而成的块体或岩块。
随着结构面的分级，相应地结构体也可分级。
视研究问题的不同，所选取的结构体等级是不一的。
几级结构体综合叠加影响居多。
由于不同级别、不同性质、不同产状以及不同发育程度的结构面的组合，结构体几何形态、单体大小可迥然不同。
岩性的变化，也均关系着岩体的完整性、坚强性，从而决定着岩体的所属介质类型。
6、类型
按结构面和结构体组合形式，尤其是结构面性状，可将岩体划分如下结构类型：①整体块状结构，包括整体（断续）结构、块状结构和菱块状结构；
②层状结构，包括层状结构和薄层(板状)结构；③碎裂结构，包括镶嵌结构、层状碎裂结构和碎裂结构；④散体结构，包括块夹泥结构和泥夹块结构等。
7、力学效应
结构对岩体力学性能的影响。
岩体在力学作用和力学性质上有明显的结
岩体结构
构效应，结构类型不同，力学效应不一。
若岩体内存在着软弱结构面，则岩
体结构力学效应主要受它控制，而且取决于它的充填度(即充填物在结构面内填充程度)、充填物成分与结构、充填物厚度以及结构面的起伏度（即结构面的起伏程度，常用起伏差即起伏最大值表示）。
其中又以充填物厚度、充填
度和起伏度最为重要。
厚度大小与物质成分有关,一般颗粒越粗厚度越大;反之,颗粒越细,厚度越小。
设充填物厚度为h,结构面起伏差为H,定义为充填度。
起伏的结构面内充填物的充填度越大，结构面抗剪强度越低。
当充填度大于200％左右时,结构面强度便稳定于一定的水平上；即与软弱充填物质的强度
相当，这种关系称之为充填度的力学效应。
结构面起伏度用起伏差及起伏角表示。
起伏差的力学效应常与充填度相
联系。
起伏角α 为迎着受力方向结构面的仰角，又称为爬坡角。
结构面具
有爬坡角为α 的起伏时，其抗剪强度中的摩擦角φa将增加α ，即φa=φj+α
φj为平直结构面的基本摩擦角。
多组四级结构面（如节理）发育的岩体结构类型的力学效应主要取决于
结构面密度（单位尺寸上的结构面数）、结构面产状（结构面出露的空间方位）及结构面组数 3个方面。
岩体强度（变形参数也同样）随着岩体内含的结构面组数和结构体数增多而降低。
结构面对岩体破坏影响有一定的范围。
当结构面倾角大于或小于α min时，结构面对岩体破坏便没有影响。
当结构面倾角介于和αmin之间时,岩体强度则随着结构面倾角而变化，在
α=30°±时，出现强度最低值。
在多组结构面发育的岩体，结构面对岩体力学作用和力学性质的影响，是各组结构面力学效应的叠加。
显然，结构面组
数越多，岩体力学性质越均匀化。
整体结构岩体的力学效应规律基本上与节理化岩体相近。
以单轴抗压强度为例，节理化岩体仅相当于岩块抗压强度的1/3至1/10,而整体结构岩体的单轴抗压强度可相当于岩块的1/2至1/3。
二、岩层产状的记录方法
如用方位角罗盘测量，测得某地层走向是330°、倾向为240°、倾角为50°，记做330°/SW∠50°，或记做240°∠50°（即只记倾向与倾角即可）。
如果用方位角罗盘测量但要用象限角记录时，则需把方位角换算成象限角，再作记录。
如上述地层产状其走向应为γ=360°－330°=30°，倾向β=240°－
180°=60°。
其产状记作N30°W/SW∠50°，或直接记作S60W∠50则可。
在地质图或平面图上标注产状要素时，需用符号和倾角表示。
首先找出实测点在图上的位置，在该点按所测岩层走向的方位画一小段直线（4mm）表示走向，再按岩层倾向方位，在该线段中点作短垂线（2mm）表示倾向，然后，将倾角数值标注在该符号的右下方。