第六章岩体的工程特性

表 岩体质量分类代表性方案
分类 岩体质量指标计 方案 算公式及方法
参数
等级划分
R RMR=A+B+C+D
M
+E+F
R
和差综合法
系
（并联系统）
统 （T. Bieniawski,1973)
A—岩石强度（点荷载.单轴压) 分数 15—0 B—RQD(岩石质量指标） 分数 20—3 C—不连续面间距（>2m—<3m)分数 20—5 D—不连续面性状（粗糙—夹泥） 分数 30—0 E—地下水（干燥—流动）分数 15—0 F—不连续面产状条件（很好—很差） 分数 0—-12
3. 工程岩体分级的代表性方案
70年开始,国内外提出了许多工程岩体的分 级标准,其中影响较大的有RMR,RSR,Q,Z系 统.(方案见下页)
这些方案从不同角度反映岩体结构特征,岩 体所处环境和岩体力学特镇.但是彼此缺乏 可比性,一致性.因此,94年建设部批准<<工程 岩体分级标准>>GB50218--94为强制性标准.
块体结构：代表岩性较均一，含有2-3组较发育的软弱 结构面的岩体，结构面间距1～0.5m。成岩裂隙较发育的 厚层砂岩或泥岩，槽状冲刷面发育的河流相砂岩体等沉积 岩，原生节理发育的火山岩体等。
层状结构：代表一组连续性好，抗剪性能显著较低的软 弱面的岩体，一般岩性不均一。可进一步分为层状（软弱 面间距50～30cm），薄层状（间距小于30cm）。还可 以据不均一程度划分出软硬相间的互层状结构。
I 很好 RMR 100—81 II 好 RMR 80—61 III 中等 RMR 60—41 IV 差 RMR 40—21 V 很差 RMR<=20
⑵岩体的结构特征对岩体在一定荷载条件下的变形破坏 方式和强度特征起着重要的控制作用。岩体中的软弱结构 面，常常成为决定岩体稳定性的控制面，各结构面分别为 确定坝肩岩体抗滑稳定的分割面和滑移控制面。
⑶靠近地表的岩体，其结构特征在很大程度上确定了 外营力对岩体的改造进程。这是由于结构面往往是风化、 地下水等各种外营力较活动的部位，也常常是这些营力的 改造作用能深入岩体内部的重要通道，往往发展为重要的 控制面。
B.显现 结构面
硬性结构面，随机断续分 布，延伸长度米级-数十 米，具有统计优势方位
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破坏岩体的完整性， 使岩体力学性质具各 向异性特征，影响岩 体变形破坏方式
C.隐微 短小闭合，长度从毫米级 影响岩块的强度和变 结构面 至厘米级，随机分布可有 形破坏特征
统计优势方位
代表性结构面 层面，软弱夹 层，断层面或 断层破碎带
结构面规模等级划分：
按其对岩体力学行为所起控制作用，可划分为三个 等级，即贯通性宏观软弱面（A类）；显现结构面（B 类）；和隐微结构面（C类）。

类型
主要特征
力学性质
A.贯通 性宏观 结构面
连续性好，延伸方向确定，破坏岩体的连续性， 通常具一定厚度与方向 构成岩体力学性质作
用边界，控制岩体变 形破坏方向，稳定性 计算的边界
各类原生和构 造裂隙，表生 破裂结构面
岩石的隐微裂 隙
岩体分类
岩体结构分类
按建造特征可将岩体划分为块体状（或整体状）结构、 块状结构、层状结构、碎块状结构和散体状结构等类型。
整体结构：代表岩性均一，无软弱面的岩体，含有的原 生结构面具有较强的结合力，间距大于1m。通常出现在 厚层的碳酸盐岩、碎屑岩；花岗岩、闪长岩；原生节理不 太发育的流纹岩、安山岩、玄武岩、凝灰角砾岩中等。
碎块状结构：代表含有多组密集结构面的岩体，岩体被 分割成碎块状，以某些动力变质岩为典型，如溪洛渡泡灰 岩。 另外按岩体的改变程度可划分为完整的、块裂化或板 裂化，碎裂化、散体化的等四个等级。
6-2 岩体工程分级与分类
1. 工程岩体分级
目的：作为地基或围岩的岩体，从工程的 实际出发，对其进行分级；并根据其特性 进行试验，得出相应的设计计算指标和参 数，是工程建设达到经济，合理和安全的 目的。
总之，对岩体的结构特征的研究，是分析评价区域稳定 性和岩体稳定性的重要依据。
研究结构面最关键的是研究各类结构面的分布规律、发 育密度、表面特征、连续特征以及它们的空间组合形式等。
岩体结构特征及主要类型
结构面的主要类型及特征
结构面的成因分类：原生结构面、构造结构面及浅表 生结构面
沉积结构面：层理，层面，软弱夹层，不整合面，
6.1 岩体与岩体结构
岩体（rockmass）通常指地质体中与工程建设有关的 那一部分岩石，它处于一定的地质环境、被各种结构面所 分割。岩体具有一定的结构特征，它由岩体中含有的不同 类型的结构面及其在空间的分布和组合状况所确定。
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（或带）。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。
通用-------专用
2.影响岩体工程性质的主要因素
a.岩石强度和质量 主要表现在:
1.强度 (软、硬) 2.变形性(结构的致密、疏松)
b.岩体完整性 岩体被断层、节理、裂隙 、层面、岩脉、破碎带等所切割导
致岩体完整 性破坏和削弱的根本原因。 c.水的影响 主要表现： 1.使岩石的物理力学性质恶化,对岩石强度的削弱. 2.沿岩体的裂隙形成渗流.
结构体：结构面在空间的分布和组合可将岩体切割成 形状、大小不同的块体，称结构体。
工程地质之所以要将岩体的结构特征作为重要研究对象， 意义如下：
⑴岩体中的结构面是岩体力学强度相对薄弱的部位，它 导致岩体力学性能的不连续性、不均一性和各向异性。只 有掌握岩体的结构特征，才有可能阐明岩体不同荷载下内 部的应力分布和应力状况。
原
假整合面，古冲刷面等。
生 火成结构面：侵入体与围岩接
结
触面，岩脉、岩墙接触面，喷出岩
构
的流线、流面，冷凝节理
面 变质结构面：片理，片麻理，板劈理，片岩软
弱夹层。
构 造 结 构 面
节理（X型节理，张节理） 断层（正断层，逆断层，走滑断层） 层间错动带，羽状裂隙，破劈理。
浅 部 卸荷断裂 浅 结 、 构 重力扩展变形破裂 表 面 生 结 表 卸荷裂隙 构 部 风化裂隙 面 结 风化夹层 构 泥化夹层 面 次生夹泥