岩块和岩体的地质特征概述岩体与岩块本质的区别
岩石力学总结
第一章岩块：是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结构面：是指地质历史发展过程中，在岩体内部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。
（结构面根据地质成因不同分为原生，构造和次生结构面）（结构面对工程岩体的完整性、渗透性、物理力学性质及盈利传递等都有显著地影响）岩体：是指在地质历史过程中形成的，由岩石单元体（或称岩块）和结构面网络组成的，具有一定的结构并赋存予一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。
第三章渗透系数的物理意义是介质对某种特定流体的渗透能力，岩石的参透系数表征的就是岩石对水的渗透能力，其取决于岩石的物理性质和结构特征例如岩石中孔隙和裂隙的大小岩石遇水后体积增大的特性成为岩石的膨胀性岩石的膨胀性大小主要通过膨胀力和膨胀率两个指标来体现，测定方法由平衡加压法，压力恢复法和加压膨胀法第四章弹性指物体在外力作用下发生变形，而当撤除外力后能够恢复原状的性质（线性，非线性）塑性是指物体在外力的作用下发生不可逆变形的性质脆性是指物体在力的作用下变形很小时即发生破坏的性质延性是指物体在力的作用下破坏前能够发生大量的应变的性质，其中主要是塑性变形黏性指的是在力的作用下物体能够抑制瞬间变形，使变形因时间效应而滞后的性质岩石单轴压缩试验的目的：通过测定岩石试件在单轴压缩应力条件下的应变值，绘制应力-应变曲线，分析岩石的变形特性，并计算岩石的变形指标岩石的应变可分为三种：轴向应变εa(试样沿压力方向长度的相对变化)、横向应变εc（试样在垂直于压力的方向上长度的相对变化）和体应变εv（试样体积的相对变化）岩石典型的全应力-应力曲线：1.微裂隙闭合阶段（OA段）2.弹性变形至微破裂稳定发展阶段（ABC 段）3.裂隙非稳定发展和破坏阶段（CD段）4.破坏后阶段（D点以后）岩石典型的全应力-应力曲线决定于岩石的矿物质成分和结构特征岩石记忆：逐级一次循环加载条件下，其盈利-应变曲线的外包线与连续加载条件下的曲线基本一致，说明加、卸过程并未改变岩石变形的习性，这种现象成为~回滞环：每次加荷、卸荷曲线都不重合，且围成一环形面积，成为~疲劳强度：岩石的破坏产生在反复加、卸荷曲线与应力-应变全过程交点处。
第一章岩石的性质及其工程分级
3、解释岩石碎胀性的意义和表示方式。
4、三向压力作用下岩石的变形和强度特征有哪些?
5、解释岩石可钻性和可爆性。
6、岩石工程分级的目的和意义是什么?常用哪些表 示方法?
7、画出岩石在静荷载情况下单向受压应力—应变 关系示意图，并叙述其特性？
（5）岩石的膨胀性
是软岩石表现出来的特征，是指软岩石浸水后
体积增大和相应的引起压力增大的性质。
（6）岩石的崩解性
是指软岩浸水后发生的解体现象。
四、.岩石的碎胀性
岩石破碎以后的体积将比整体状态下 增大，这种性质成为岩石的碎胀性
用碎胀系数表示 K V1
V
V1—岩石破碎后处于松散状态下的体
一、岩石的变形特征
（一）静载荷作用下两个发展阶段
变形：岩石在外荷载作用下，首先是组成岩石的基本微粒之 间的相对位置的变形，可称为变形。
破坏：随着作用的荷载不断增大，或者荷载达到某一数值而 恒定保持下去，便会导致岩石的破坏。
外荷载的分类
静荷载：岩石本身周围的压力
按外荷载的作用性质{
表
二、岩石的孔隙性
岩石的孔隙性：是指岩石的裂隙和孔隙发育程度，通常用孔隙 度n和孔隙比e来表示。
岩石的孔隙度n：是指岩石试件内各种裂隙，孔隙的体积总和 与试件总体积之比。
岩石的孔隙比e：是指岩石试件内各种裂隙、孔隙的体积总和 与试件内固体矿物颗粒体积之比。
意义： 岩石的孔隙度增大 岩体本身整体性下降 强度降低 透水性增大 由于存在着孔隙 加快岩石的风化速度，从而又增大 了岩石的透水性
（四）、动荷载下岩石的变形特征
无论是冲击式凿岩机凿碎还是爆破破碎岩石，岩石承 受的外力都不是静荷载而是一种冲击荷载。
岩石力学
第一章绪论一、岩块与岩体的区别：岩块是指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最小的岩石单元；岩体是指在地质历史过程中形成的，有岩石单元体（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的地下水等地质环境中的地质体。
（解答题）第四章岩石的变形和强度特征一、了解塑性、脆性、延性和黏性的概念（不用背）二、总应变大于5%为塑性材料，小于5%为脆性材料。
三、名词解释1、弹性后效：大多数岩石的大部分弹性变形在卸荷可很快恢复，而小部分（10%~20%）须经过一段时间才能恢复，这种现象称为弹性后效。
2、岩石记忆：逐级一次循环加载条件下，其应力—应变曲线的外包线与连续加载条件下得曲线基本一致，说明加卸荷过程并未改变岩石变形的基本习性，这种现象称为岩石记忆。
3、蠕变现象：当应力保持恒定时，应变随时间的增长而逐渐增大的过程。
4、长期强度：稳定蠕变与非稳定蠕变的临界应力值称为岩石的长期强度。
5、应力松弛：当应变保持恒定时，应力随时间逐渐减小的过程。
四、围压可使岩石的变形特性发生改变（随着围压的增大，岩石逐渐由脆性变为塑性）五、（P40.图4-3 解答题）1、微裂隙闭合阶段（OA）A、原因：岩石中原先存在的微裂隙闭合或者被压紧。
B、特征：其斜率随应力增大而逐渐增加，表明微裂隙的变化开始很快，随压力增加而减缓。
以塑性变形为主，含少量弹性变形。
C、其出现说明了岩石裂隙较多，对于坚硬少裂隙的岩石不明显甚至很难划分次阶段。
2、弹性变形阶段（AB）A、原因：岩体中的裂隙进一步闭合，空隙被压缩，岩石母体受压而发生弹性形变。
B、特征：应力与应变成正比关系，以弹性变形为主。
C、B点应力为比例极限或者弹性极限。
3、微破裂稳定发展阶段（BC）A、原因：随应力增加开始产生新的裂隙。
B、特征：新裂隙产生引发的塑性变形，当荷载保持不变，微裂隙也停止发展。
C、C点应力为屈服极限。
4、裂隙非稳定发展和破坏阶段（CD）A原因：微裂隙造成显著应力集中导致荷载不变的情况下破坏仍发展，并在薄弱部位产生破坏，应力重新分布，依次下去直至试件全部破坏B特征：轴向应变与体积应变速率增大，试件的承载能力达到最大值C、D点应力为峰值应力（单轴应力情况下也为岩石的单轴抗压强度）D、具有刚性联接的致密坚实岩石，此阶段应变很小，而具有柔性联接的黏土岩，此阶段应变很大。
岩石力学习题--刘佑荣
岩体力学习题1、何谓岩体力学谈谈你对岩体力学的认识和看法。
答：岩体力学（rock mass mechanics）是力学的一个分支学科，是研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的理论及其实际应用的科学，是一门应用型基础学科。
岩体力学的应用范围涉及广泛，如水利水电工程、采矿工程、道路交通工程、国防工程、海洋工程、核电站等。
岩体力学的发展与人类工程实践分不开，而今，由于矿产资源勘探开采、能源开发及地球动力学研究等的需要，工程规模越来越大，涉及的岩体力学问题越来越复杂，这对岩体力学提出了更高的要求。
2、何谓岩块、岩体试比较岩块与岩体,岩体与土有何异同点答：岩块（rock 或rock block）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。
岩体（rockmass）指在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，是岩体类型研究的对象。
岩块与岩体的异同点：岩块和岩体均为岩石物质和岩石材料。
然而，岩体与岩块在性质上有本质的区别，其根本原因之一是岩体中存在有各种各样的结构面及不同于自重应力的天然应力场和地下水。
相对岩块而言，岩体的各向异性和不连续性更为显著，研究中通常把岩块近似地视为均质、各向同性的连续介质。
岩体与土的异同点：岩石和土一样，是由固体、液体和气体三相组成的。
岩石是有较多缺陷的多晶材料，具有相对较多的孔隙。
同时，由于岩石经受过多种地质作用，还发育有各种成因的裂隙，如原生裂隙、风化裂隙及构造裂隙等。
所以，岩石的空隙性比土复杂得多，即除了孔隙外，还有裂隙存在。
另外，岩石中的空隙有些部分往往是互不连通的，而且与大气也不相通。
！3、何谓岩体分类RMR分类和Q分类各自用哪些指标表示怎样求得答：岩体分类（rock mass classification）是通过岩体的一些简单和容易实测的指标，将工程地质条件和岩体参数联系起来，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。
第一章岩体的结构特征
岩块的结构与构造 1 0
2. 岩块的构造
指矿物集合体之间及其与其他组分之间的排 列组合方式。
如：岩浆岩中的流线、流面构造，沉积岩中
的微层状构造，变质岩中的片状构造及其定
性构造等。
（三）岩石的风化程度
岩块的风化程度 1
0
风化作用 ==> 矿物组成和结构构造改变 ==> 岩石
物理力学性质改变：强度降低、抗变形性能减弱、
式等在岩块构成上所表现出的特征。其
中，矿物颗粒间的连结和微结构面的发
育特征对岩块的力学性质影响很大。 （1）连结类型（结晶连结和胶结连结）
• 结晶连结 矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一 起，如岩浆岩、大部分变质岩、
部分沉积岩。原子或离子作用
力，其强度较高。
连结类型
结晶连结和胶结1连结
0
结晶结构不同，岩块力学性质不同：
－－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。包括：层面、 不整合面、节理、断层、片理面、劈理、软弱夹层、卸荷裂 隙和风化裂隙等。
显著结构面(能明显地将岩石切割开来的分界面)、不显著结构面(微 结构面)(包含在岩石块体内结合比较牢固的面如微层面、微裂隙等)
弱风化：表面和裂隙面大部分变色，端口中心部分较新鲜； 结构构造部分破坏，风化裂隙发育，有次生矿物，时夹少量 岩屑；裂隙面出现风化矿物或风化夹层，锤击声不够清脆。
强风化：大部分变色，岩块中心部分尚较新鲜；结构构造大部 分破坏，呈岩块岩屑时夹粘土；除石英外长石、云母等多风化 成次生矿物，时夹少量岩屑；锤击声哑，可用锹镐开挖。
断层破碎带、层间错动带、接触破碎带、 软弱夹层、泥化夹层等。 特点：与两盘岩体相比，软弱结构面压缩性高、
岩体和岩石
35
第四节 岩体工程分类
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）便于行业内技术改革和管理。
36
遵循的主要原则
（1）分类形式要简单，含义要明确。
（2）分类应具科学意义和实用价值。
（3）分类指标不易过多并应容易获得。指标过多，必须增加研究工 作量，不便推广和应用。
3
本章主要参考书
4
第一节 概述
岩石力学是研究岩石的力学性状的一门理论和应 用科学，它是力学的一个分支，是探讨岩石对其周围 物理环境中力场的反应。
5
1、岩石
岩石是由一种或几种矿物所组成的集合体，它是岩体 的基本组成部分，一般将岩石分为表土和基岩两个部分。
（1）表土：覆盖在地壳上部的第四纪沉积物称为表土或 松散性岩石，如黄土、流砂、粘土、淤泥、砾石等。
最坚固的砂岩及石灰岩1515iiiiii坚固的岩石坚固的岩石致密的花岗岩及花岗岩类岩石很坚固的砂岩及石灰岩石英致密的花岗岩及花岗岩类岩石很坚固的砂岩及石灰岩石英质矿脉坚固的砾岩很坚固的铁矿石质矿脉坚固的砾岩很坚固的铁矿石1010iiiaiiia坚固的岩石坚固的岩石坚固的石灰岩不坚固的花岗岩坚固的砂岩坚固的大理岩坚固的石灰岩不坚固的花岗岩坚固的砂岩坚固的大理岩白云岩黄铁矿白云岩黄铁矿88iviv相当坚固的岩石相当坚固的岩石一般的砂岩铁矿石一般的砂岩铁矿石66ivaiva相当坚固的岩石相当坚固的岩石砂质页岩泥质砂岩砂质页岩泥质砂岩55vv坚固性中等的岩石坚固性中等的岩石坚固的页岩不坚固的砂岩及石灰岩软的砾岩坚固的页岩不坚固的砂岩及石灰岩软的砾岩44vava坚固性中等的岩石坚固性中等的岩石各种不坚固的页岩致密的泥灰岩各种不坚固的页岩致密的泥灰岩33vivi相当软的岩石相当软的岩石软的页岩很软的石灰岩白垩岩盐石膏冻土无烟煤软的页岩很软的石灰岩白垩岩盐石膏冻土无烟煤普通泥灰岩破碎的砂岩胶结的卵石及粗沙砾多石块的土普通泥灰岩破碎的砂岩胶结的卵石及粗沙砾多石块的土22viavia相当软的岩石相当软的岩石碎石土破碎的页岩结块的卵石及碎石坚硬的烟煤硬化碎石土破碎的页岩结块的卵石及碎石坚硬的烟煤硬化的粘土的粘土1515viivii致密的粘土软的烟煤坚固的表土层致密的粘土软的烟煤坚固的表土层1010viiaviia微砂质粘土黄土细砾石微砂质粘土黄土细砾石0808viiiviii土质岩石土质岩石腐植土泥煤微砂质粘土湿砂腐植土泥煤微砂质粘土湿砂0606ixix松散岩石松散岩石砂细砾松土采下的煤砂细砾松土采下的煤0505xx流沙状岩石流沙状岩石流砂沼泽土壤包含水的黄土既包含水的土壤流砂沼泽土壤包含水的黄土既包含水的土壤030341根据f值的大小将岩石分为10级共15种
岩石力学资料
一、岩石和岩体岩石⑴自然形成的产物；⑵由一种或几种矿物组成的具有一定结构构造的固体集合体。
岩体：地质历史过程中形成的，由岩块和结构面组成的，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。
岩体就是岩石和结构面的统一体。
结构面: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。
（如节理、裂隙、褶皱等结构面。
）二、岩体的特征1、岩体是非均质各向异性的材料。
2、岩体内存在着原始应力场。
3、岩体内存在着一个裂隙系统4岩体既不是理想的弹性体，也不是典型的塑性体，既不是连续介质，又不是松散介质，而是一种特殊的复杂的地质体，这就造成了研究它的困难性和复杂性岩体力学研究的主要对象是岩体，研究岩体在力场作用下，所发生的变形、破坏和移动规律的理论及其实际应用的科学，是一门应用型基础学科。
岩石的强度：岩石抵抗外力作用的能力，岩石破坏时能够承受的最大应力。
a.单向抗压强度b.单向抗拉强度c.剪切强度d.三轴抗压强度岩石的变形：岩石在外力作用下发生形态（形状、体积）变化。
a.单向压缩变形b.反复加载变形c.三轴压缩变形d.剪切变形岩石单轴抗压强度1）定义：岩石在单轴压缩荷载作用下达到破坏前所能承受的最大压应力称为岩石的单轴抗压强度计算公式：σc=P/A5)水对单轴抗压强度的影响－软化系数：岩石的软化系数：饱和岩石抗压强度σb与干燥岩石抗压强度σc之比η=σb/ σc≤11.2岩石单轴抗拉强度定义：岩石在单轴拉伸荷载作用下达到破坏时所能承受的最大拉应力称为岩石的单轴抗拉强度。
试件在拉伸荷载作用下的破坏通常是沿其横截面的断裂破坏，岩石的拉伸破坏试验分直接试验和间接试验两类抗剪切强度定义：岩石在剪切荷载作用下达到破坏前所能承受的最大剪应力称为岩石的抗剪切强度剪切强度试验分为非限制性剪切强度试验和限制性剪切强度试验二类。
非限制性剪切试验在剪切面上只有剪应力存在，没有正应力存在；限制性剪切试验在剪切面上除了存在剪应力外，还存在正应力。
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。
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第二章岩块和岩体的地质特征第一节概述岩体与岩块本质的区别：①岩体中存在有各种各样的结构面；②不同于自重应力（场）的天然应力场和地下水。
第二节岩块一、岩块的物质组成（substance composition）1．岩块（rock or rock block）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。
国内外，有些学者又称为结构体（structural element）、岩石材料（rock material）及完整岩石（intact rock）等等。
2．岩石（rock）具有一定结构构造的矿物（含结晶和非结晶的）集合体。
3．岩块的力学性质一般取决于组成岩块的矿物成分及其相对含量。
造岩矿物五大类：含氧盐、氧化物及氢氧化物、卤化物、硫化物、自然元素。
其中，含氧盐中的硅酸盐、碳酸盐及氧化物类矿物最常见，构成99.9%的岩石。
（1）硅酸盐类矿物：长石、辉石、角闪石、橄榄石及云母和粘土矿物等。
①长石、辉石、角闪石和橄榄石，硬度大，呈粒、柱状晶形，如含此类矿物多的岩石：花岗岩、闪长岩及玄武岩等，强度高，抗变形性能好。
多生成于高温环境，易风化成高岭石、水云母等，无以橄榄石的基性斜长石等抗风化能力最差，长石、角闪石次之。
②粘土矿物：属层状硅酸盐类矿物，主要有高岭石、水云母（伊利石）和蒙脱石三类，具薄片状或鳞片状构造，硬度小。
含此类矿物多的岩石如粘土岩、粘土质岩，物理力学性质差，并具有不同程度的胀缩性。
（2）碳酸盐类矿物是石灰岩和白云岩类的主要造岩矿物。
岩石的物理力学性质取决于岩石中CaCO3及酸不溶物的含量。
CaCO3含量↑，如纯灰岩、白云岩等强度高，抗变形和抗风化性能比较好；泥质含量↑，如泥质灰岩、泥灰岩等，力学性质较差；硅质含量↑，岩石性质将娈好。
碳酸盐类岩体中，常发育岩溶现象。
（3）氧化物类矿物以石英最常见，是地壳岩石的主要造岩矿物。
硬度大，化学性质稳定。
石英↑，岩块的强度和抗变形性能明显增强。
4．岩块的矿物组成与岩石的成因及类型密切相关（1）岩浆岩：多以硬度大的粒柱状硅酸盐、石英等矿物为主，物理力学性质一般很好。
（2）沉积岩：粗碎屑岩如砂砾岩等，力学性质很大程度上取决于胶结物成分及其类型；细碎屑岩如页岩、泥岩等，多以片状的粘土矿物为主，力学性质一般很差。
（3）变质岩：与母岩类型及变质程度有关。
浅变质岩如千枚岩、板岩等，多含片状矿物（如绢云母、绿泥石及粘土矿物等），岩块力学性质较差。
深变质岩如片麻岩、混合岩、石英岩等，多以粒状矿物（如长石、石英、角闪石等）为主，力学性质好。
二、岩块的结构与构造（structure and construct）1．岩块的结构（岩石结构）指岩石中矿物（及岩屑）颗粒相互之间的关系，包括颗粒的大小、形状、排列、结构连结特点及岩石中的微结构面（即内部缺陷）。
二者对岩块（石）的工程性质影响最大。
（1）岩石中结构连结的类型有两种：①结晶连结(crystal connect)如岩浆岩、大部分变质岩及部分沉积岩。
②胶结连结(cementing connect)如沉积碎屑岩、部分粘土岩，其强度主要取决于胶结物及胶结类型。
从胶结物来看，硅质胶结的岩石（块）强度最高，铁质、钙质胶结次之，泥质胶结强度最低，且抗水性差。
从胶结类型来看，基底式胶结（a）强度最高，孔隙式胶结（c）次之，接触式胶结（b）最低,见图2.1。
图2.1 碎屑岩胶结类型（2）微结构面指存在于矿物颗粒内部或颗粒之间的软弱面或缺陷（空隙），包括矿物解理、晶格缺陷、粒间空隙、微裂隙、微层面及片理面、片麻理面等。
降低岩块的强度，导致岩块力学性质的明显各向异性。
2．岩块的构造指矿物集合体之间及其与其它组分之间的排列组合方式。
如岩浆岩中的流线、流面构造，沉积岩中的微层状构造，变质岩中的片状构造及其定向构造等等。
三、岩块的风化程度（weathering extent）风化程度↑，岩块的空隙率和变形随之增大，强度降低，渗透性加大。
如：花岗岩类岩石→破裂→雨水中的H2CO3分解→H2CO3与长石、云母、角闪石等矿物作用→Fe、Mg、K、Na等可溶盐析出与游离SiO2被地下水带走→岩屑、粘土物质和石英颗粒留于原地。
1．定性指标：颜色、矿物蚀变（ablation）程度、破碎程度及开挖锤击技术特征等。
2．定量指标：（1）风化空隙率指标（Iw）（Hamral，1961）：快速浸水后风化岩块吸入水的质量与干燥岩块质量之比。
（2）波速指标（据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001）（附表A.0.3，岩石按风化程度分类）波速比（Kv）：风化系数（Kf）：其中：Vcp、Vrp分别为风化岩块和新鲜岩块的纵波速度（m/s）；、分别为风化岩块和新鲜岩块的饱和单轴抗压强度（Mpa）。
第三节结构面结构面（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、厚度相对较小的宏观地质界面或带。
“不连续面（discontinuities）或节理（joint）”一、结构面的成因类型（1）地质成因类型原生结构面：岩体在成岩过程中形成的。
（包括沉积结构面如层理面、软弱夹层、沉积间断面和不整合面；岩浆结构面；变质结构面）构造结构面：断层、节理、劈理和层间错动面等。
次生结构面：如卸荷、风化裂隙和次生夹泥和泥化夹层等。
（2）力学成因类型剪性结构面：剪应力引起，如逆断层、平移断层以及多数正断层。
连续性好，面较平直，延伸较长并有擦痕镜面等现象发育。
张性结构面：拉应力引起。
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。
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等特征。
其构造岩多为角砾岩，易被充填。
含水丰富，导水性强。
二、结构面的规模及分级（1）按结构面延伸长度、切割深度、破碎带宽度及其力学效应，可将结构面分为如下5级，见表2－1：（2）从工程地质测绘观点来看，可分为两大类：表2－1 结构面分级及其特性级序分级依据地质类型力学属性对岩体稳定性的作用Ⅰ级延伸数km至数十km以上，破碎带宽约数米至数十米以上。
大断层，区域性断层。
属于软弱结构面，构成独立的力学介质单元。
影响区域稳定性，山体稳定性。
Ⅱ级延伸数百米至数千米，破碎带宽约数十厘米至数米。
较大的断层、层间错动、不整合面及原生软弱夹层等。
属于软弱结构面，形成块裂边界。
控制工程区的山体稳定性或岩体稳定性。
Ⅲ级延伸数十米至数百米，宽度数厘米至1m左右。
各种类型的断层、区域性节理、层面及层间错动带等。
多数属于坚硬结构面，少数属软弱结构面。
影响或控制工程岩体如地下洞室围岩及边坡岩体的稳定性。
Ⅳ级延伸数十厘米至20～30m，宽度为零至数厘米不等，统计结构面。
节理、层面、次生裂隙、小断层、片理、劈理、卸荷裂隙、风化裂隙等。
坚硬结构面。
影响岩体的完整性和力学性质，是岩体分类及岩体结构研究的基础。
Ⅴ级连续性差，刚性接触的细小或隐微裂面，统计结构面。
隐节理、微层面、微裂隙和线理等。
硬性（坚硬）结构面。
分布随机，降低岩块强度，是岩块力学性质效应基础。
注：结构面内夹有软弱物质者属于软弱结构面，无充填者则属于坚硬结构面。
三、结构面特征及其对岩体性质的影响主要就Ⅳ级结构面进行讨论。
（数十厘米至20～30m，宽度为0至数厘米）1．产状（结构面与σ1间的关系控制着岩体的破坏机理与强度）图2.2 结构面产状对破坏机理的影响示意图（a）结构面与最大主平面的夹角β为锐角，岩体滑动破坏；（b）当β=0时，横切结构面产生剪断岩体破坏；（c）当β=90°时，平行结构面的劈裂拉张破坏。
σ1-σ3=2（cj+σ3tgφj）/［（1-tgφjctgβ）sin2β］,式中：cj、φj分别为结构面的粘聚力和磨擦角。
2．连续性反映结构面的贯通程度。
用线连续性系数（k1）、迹长和面连续性系数（k2）表示。
图2.3 结构面的连续性系数计算图示3．密度反映结构面发育的密集程度，常用线密度（kd）和间距表示。
线密度（kd）：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）d —间距4．张开度（e）（mm）指结构面两壁面间的垂直距离。
5．形态可从侧壁的起伏形态及粗糙度两方面描述。
起伏形态—平直的、波状的、锯齿状、台阶状和不规则状的。
粗糙度—粗糙系数JRC。
6．充填胶结特征（1）Fe、Si质胶结的强度最高，往往与岩石强度差别不大；泥质、易溶盐类胶结的结构面强度最低，且抗水性差。
（2）就充填物成分来说以砂质、砾质等粗粒充填的结构面性质最好；以粘土质（如高岭石、绿泥石、水云母、蒙脱石等）和易溶盐类充填的结构面性在最差。
7．结构面的组合（特征）关系控制着可能滑移岩体的几何边界条件、形态、规模、滑动方向及滑移破坏类型，它是工程岩体稳定性预测与评价的基础。
四、软弱结构面主要包括原生软弱夹层、构造及挤压破碎带、泥化夹层及其它夹泥层等。
第四节岩体一、岩体的定义与组成岩体（rockmass）：指在地质历史过程中形成的，由岩石单元体（或称岩块）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。
二、岩体的结构特征1．岩体结构（rockmass structure）：指岩体中结构面与结构体的排列组合特征。
包括两个要素或结构单元：结构面和结构体。
2．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。
“岩块”与“结构体”的区别：只有Ⅳ级结构面切割的Ⅳ级结构体才称为“岩块”。
规模（取决于结构面的密度）、形态（柱状、板状、楔状和菱形等）和产状（长轴方向）来描述结构体特征。
3．岩体的结构类型划分见《岩土工程勘察规范》GB50021-2001附录A，表A.0.4五类：整体状结构、块状结构、层状结构、碎裂状结构和散体状结构。
三、岩体成因与岩体特征根据地质学的岩石成因分类，岩体分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。
1．岩浆岩（magmatic rock）以花岗岩和玄武岩最常见。
（1）特点：无层理，产状复杂，其岩相则表现在结晶程度上。
（2）根据岩浆活动方式：深成岩：抗风化能力弱，完整性差，岩体力学性能差；浅成岩：岩石力学性质较好，抗风化能力强；喷出岩：结构复杂，均一性差，各向异性显著，岩体力学性能较差。
2．沉积岩（又叫水成岩）（sedimentary rock）层理构造，岩体呈层状结构（1）该类岩石的性质主要取决于胶结物成分，胶结方式及碎屑成分；（2）其中凝灰岩和凝灰质页岩，结构疏松强度低，抗风化与抗水性能差；（3）多致密坚硬，强度较高，是良好的建筑石材，但存在岩溶现象。
3．变质岩（metamorphic rock）一般地，与沉积岩相比，其性质要相对好些。
但其中常发育有片理、片麻理等结构面，使岩石连结力减弱并呈现明显的各向异性。