工程地质学第六章岩体的工程地质性质及岩体工程分类
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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 2.层状结构岩体的工程地质性质 3.碎裂结构岩体的工程地质性质 4.散体结构岩体的工程地质性质
岩体是在漫长的地质历史中形成与演变过来 的地质体，它被许许多多不同方向、不同规模的 断层面、节理面、裂隙面、层面、不整合面、接 触面等各种地质界面切割为形状不一、大小不等 的各种各样的块体。所以，岩体是指一定工程范 围内，一种或多种岩石中的各种结构面、结构体 的总体。因此，岩体不能以单块岩石为代表，单 块岩石强度较高，但被结构面切割破碎时，其构 成的岩体的强度却较小。所以岩体中结构面的发 育程度，性质及连通程度等，对岩体的工程地质 性质都有很大的影响。
岩体内结构面连通性
结构面的张开度和填充情况
结构面的张开度是指结构面的两壁隔开的距离。 以张开度的大小区分，主要分为：闭合的，微张开 的，张开的，宽张的。 闭合的结构面的力学性质取决于结构面两壁的 岩石性质和结构面粗糙程度。微张的结构面的剪切 强度比张开的结构面大。张开的和宽张的结构面， 其抗剪强度取决于填充物的成分和厚度。填充物为 黏土时比为砂质时强度低；为砂质时比砾质低。
块状结构岩体
层状结构岩体
碎裂结构岩体
散体结构岩体
谢~谢！
结构面的密度
它反映了节理的发育程度和岩体的完整性， 通常以线密度（条/m）或结构面的间距来表示. 节理发育程度分级
分级 节理间距（m） 节理发育程度 岩体完整性 Ⅰ ＞2 不发育 Ⅱ 0.5～2 较发育 Ⅲ 0.1～0.5 发育 Ⅳ ＜0.1 极发育
完整
块状
碎裂
破碎
结构面的连通性（贯通性、延展性） 在一定空间范围内的岩体中，结构面的走向、 倾向方向的连通程度。如图所示：
2.结构体类型 结构体是指岩体中被各类各级结构面切 割并包围的岩石块体及岩石集合体。根据其 外形特征结构体分为柱状、块状、板状、楔 形、菱形和锥形等六种基本形态。
岩体是在漫长的地质历史中形成与演变过来 的地质体，它被许许多多不同方向、不同规模的 断层面、节理面、裂隙面、层面、不整合面、接 触面等各种地质界面切割为形状不一、大小不等 的各种各样的块体。所以，岩体是指一定工程范 围内，一种或多种岩石中的各种结构面、结构体 的总体。因此，岩体不能以单块岩石为代表，单 块岩石强度较高，但被结构面切割破碎时，其构 成的岩体的强度却较小。所以岩体中结构面的发 育程度，性质及连通程度等，对岩体的工程地质 性质都有很大的影响。
岩体内结构面连通性
结构面的张开度和填充情况
结构面的张开度是指结构面的两壁隔开的距离。 以张开度的大小区分，主要分为：闭合的，微张开 的，张开的，宽张的。 闭合的结构面的力学性质取决于结构面两壁的 岩石性质和结构面粗糙程度。微张的结构面的剪切 强度比张开的结构面大。张开的和宽张的结构面， 其抗剪强度取决于填充物的成分和厚度。填充物为 黏土时比为砂质时强度低；为砂质时比砾质低。
块状结构岩体
层状结构岩体
碎裂结构岩体
散体结构岩体
谢~谢！
结构面的密度
它反映了节理的发育程度和岩体的完整性， 通常以线密度（条/m）或结构面的间距来表示. 节理发育程度分级
分级 节理间距（m） 节理发育程度 岩体完整性 Ⅰ ＞2 不发育 Ⅱ 0.5～2 较发育 Ⅲ 0.1～0.5 发育 Ⅳ ＜0.1 极发育
完整
块状
碎裂
破碎
结构面的连通性（贯通性、延展性） 在一定空间范围内的岩体中，结构面的走向、 倾向方向的连通程度。如图所示：
2.结构体类型 结构体是指岩体中被各类各级结构面切 割并包围的岩石块体及岩石集合体。根据其 外形特征结构体分为柱状、块状、板状、楔 形、菱形和锥形等六种基本形态。
工程地质讲稿-第6章岩石岩体工程性质
弱夹层等力学不连续面。
✓结构体 —岩体被结构面切割成的不同形状和大
小的岩块。
✓ 岩体的结构特征 — 岩体中结构面、结构体
的形状、规模、性质及其组合关系的特征。
h
13
1、结构面的成因类型 原生结构面
✓ 沉积结构面 层理面 沉积间断面 软弱夹层
✓ 火成结构面
原生节理 多期岩浆岩之间的接触面 侵入体与围岩的接触面 流纹和流层面
22
▲ 泥化夹层的特征
成分：粘粒含量明显增多。 结构：由固结或超固结变成泥质分散结构。 物理状态：天然含水量高，接近或超过塑限。
力学强度：软弱，μ≈0.2。
h
23
4、结构体 形状 （取决于结构面的组数及产状 ）
大小 （取决于结构面组数及各组间距 ）
h
24
➢ 结构体
的形状大 小相同，
1>
产状不同
G Ws
Vs • w
W、V
气 水
固体物质
Vn Ww、Vw
Ws、Vs
— 重量
W V
* 干容重、天然容重及饱和容重 *
✓ 空隙性
n Vn V
坚硬岩石 0.2~4.5% 半坚硬岩石 5.0~20.0% 松散沉积物 25.9~47.6%
h
4
二、岩石的水理性质
➢ 吸水性
• 吸水率
• 饱和吸水率
• 饱和系数
标志：其天然含水量等于或大于塑限。 特点：湿度高、密度小、强度低、变形大。
① 物质基础：粘土矿物含量较高的原生软弱夹层，
如粘土岩、粘土质页岩、粘土质粉砂岩、泥质板岩、 泥灰岩、千枚岩等夹层。
② 构造作用
③ 地下水的作用：结合水膜减弱颗粒间连接力，岩
石处于塑态甚至接近流态；溶解盐类、水化和水解
✓结构体 —岩体被结构面切割成的不同形状和大
小的岩块。
✓ 岩体的结构特征 — 岩体中结构面、结构体
的形状、规模、性质及其组合关系的特征。
h
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1、结构面的成因类型 原生结构面
✓ 沉积结构面 层理面 沉积间断面 软弱夹层
✓ 火成结构面
原生节理 多期岩浆岩之间的接触面 侵入体与围岩的接触面 流纹和流层面
22
▲ 泥化夹层的特征
成分：粘粒含量明显增多。 结构：由固结或超固结变成泥质分散结构。 物理状态：天然含水量高，接近或超过塑限。
力学强度：软弱，μ≈0.2。
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4、结构体 形状 （取决于结构面的组数及产状 ）
大小 （取决于结构面组数及各组间距 ）
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➢ 结构体
的形状大 小相同，
1>
产状不同
G Ws
Vs • w
W、V
气 水
固体物质
Vn Ww、Vw
Ws、Vs
— 重量
W V
* 干容重、天然容重及饱和容重 *
✓ 空隙性
n Vn V
坚硬岩石 0.2~4.5% 半坚硬岩石 5.0~20.0% 松散沉积物 25.9~47.6%
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二、岩石的水理性质
➢ 吸水性
• 吸水率
• 饱和吸水率
• 饱和系数
标志：其天然含水量等于或大于塑限。 特点：湿度高、密度小、强度低、变形大。
① 物质基础：粘土矿物含量较高的原生软弱夹层，
如粘土岩、粘土质页岩、粘土质粉砂岩、泥质板岩、 泥灰岩、千枚岩等夹层。
② 构造作用
③ 地下水的作用：结合水膜减弱颗粒间连接力，岩
石处于塑态甚至接近流态；溶解盐类、水化和水解
岩体的工程地质性质及岩体工程分类[业界优制]
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片岩软弱夹层延展较 部往往闭合成隐蔽结构面，片岩
远，具固定层次
软弱夹层具片状矿物，呈鳞片状
工程地质评价
国内外较大的坝基滑动及滑坡很多由 此类结构面所造成的，如奥斯汀、 圣·弗朗西斯、马尔帕塞坝的破坏，瓦 依昂水库附近的巨大滑坡
一般不造成大规模的岩体破坏，但有 时与构造断裂配合，也可形成岩体的 滑移，如有的坝肩局部滑移
10~20 >20
扶风书屋
9
（三）结构面的密度
❖结构面的密度反映结构面发育的密集程度。 ❖1、线密度(Kd)是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)。
❖2、间距(d)则是指同一组结构面法线方向上两相
邻结构面的平均距离。
Kd与d互为倒数关系 如果测线水平布置，且与结构面法线的夹角为α， 结构面的倾角为β时:
Kd
L sin
n
cos
sin
K
' d
cos
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结构面间距分级表
描述 极密集的间距 很密集的间距
密集的间距 中等的间距 宽的间距 很宽的间距 极宽的间距
间距（mm） <20 20~60
60~200 200~600 600~2000 2000~6000 >6000
扶风书屋
11
• 用线密度来估算岩体质量指标RQD(rock quality designation)
1侵入体与围岩接触面 2岩脉岩墙接触面 3原生冷凝节理
岩脉受构造结构 面控制，而原生 节理受岩体接触 面控制
接触面延伸较远，比 较稳定，而原生节理 往往短小密集
与围岩接触面可具熔合及破碎两 种不同的特征，原生节理一般为 张裂面，较粗糙不平
工程地质学--第六章 岩体的工 程地质性质及岩体工程分类
沉积结 构面
一般与岩层产状 一致，为层间结 构面
岩脉受构造结构 面控制，而原生 节理受岩体接触 面控制
原 生 结 构 面
岩浆岩 结构面
变质结 构面
1片理 2片岩软弱夹层 1节理（X型节理、张 节理） 2断层（冲断层、捩断 层、横断层） 3层间错动 4羽状裂隙、劈理 1卸荷裂隙 2风化裂隙 3风化夹层 4泥化夹层 5次生夹泥层
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清基处理
2015-4-22
中国地质大学工程学院
4
工程地质学概论:第六章 岩体的工程地质性质及岩体工程分类
(一)地质成因类型
1.原生结构面是岩体在成岩过程中形成的结构面。可分为沉积结构 面、岩浆结构面和变质结构面三类。 • 沉积结构面是沉积岩在沉积和成岩过程中形成的，有层理面、 软弱夹层、沉积间断面和不整合面等。 • 岩浆结构面是岩浆侵入及冷凝过程中形成的结构面，包括岩浆 岩体与围岩的接触面、各期岩浆岩之间的接触面和原生冷凝节 理等。 • 变质结构面在变质过程中形成，分为残留结构面和重结晶结构 面。 2.构造结构面 是岩体形成后在构造应力作用下形成的各种破裂面， 包括断层、节理、劈理和层间错动面等。 3.次生结构面 是岩体形成后在外营力作用下产生的结构面，包括 卸荷裂隙、风化裂隙、次生夹泥层和泥化夹层等。
Kn n V j
2015-4-22
22
工程地质学概论:第六章 岩体的工程地质性质及岩体工程分类
二、结构面的剪切变形性质
1、剪切变形特征
• • • • 粗糙结构面，呈脆性变形型 平直结构面，呈塑性变形型 结构面变形与风化程度有关 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。
工程地质-岩石及岩体的工程地质性质
•
膨胀试验仪器
岩石的主要物理性质指标
2、岩石的主要力学性质指标
• • • • • • • • （1）岩石的变形性质 岩石变形有弹性变形、塑性变形和黏性变形三种。 1）弹性变形 岩石在外力作用下发生变形，当外力撤去后又恢复其原 有的形状及体积的变形称为弹性变形。 2）塑性变形 岩石在超过其屈服极限外力作用下发生变形，当外力撤 去后不能完全恢复其原有的形状及体积的变形称为塑性 变形。 3）黏性变形 岩石在外力作用下变形不能在瞬间完成，并且应变速率 d/dt是应力的函数，即，应力随着应变速率d/dt的增 大而增大，当外力撤去后不能恢复其原有形状及体积的 变形称为黏性变形。
• （4）岩石的含水率
• 岩石的含水率（w，%）是试件在105～110℃下烘干至 恒量时所失去的水的质量（m0-ms,g）与试件干质量（ms， 岩石在一定的条件下吸收水分的能力称为岩石的吸水 性。表征岩石吸水性的指标有吸水率、饱和吸水率和 饱水系数。 • 岩石吸水率（wa，%）是试件在大气压力和室温条件下 吸入水的质量（ m0-ms,g ）与试件固体质量（ms，g） 的比值，以百分数表示；--与孔隙度大小、孔隙张开 程度有关；吸水率大，则水对岩石颗粒间结合物的浸 湿、软化作用就强，岩石强度和稳定性受水影响显著。 • 岩石饱和吸水率（wsa，%）是试件在强制状态下的最 大吸水量（mpms，g）与试件固体质量（ms，g）的比 值，以百分数表示。 • 岩石饱水系数kw是指岩石吸水率与饱水率的比值，以 百分数表示。 • 一般岩石的饱水系数 kw 介于0.5～0.8之间。饱水 系数对于判别岩石的抗冻性具有重要意义。
岩石的力学性质指标
MTS815.03伺服试验系统图
试件及传感器图
拉伸破坏后的试件
单轴压缩试验破坏后的部分岩石试件
岩石工程与岩石工程分类
部分用爆破开挖
部分用爆破开挖
粘土矿物含量及种类：例如石灰岩和砂岩， 当粘土矿物含量>20%时，就会直接影响岩石的强 度和稳定性。
由高岭石、蒙脱石、伊利石、拜来石等粘土 矿物构成的膨胀土、硅藻土、铝钒土等粘土岩， 其工程性质，包括与水相互作用表现的一些性质 （如塑性、胀缩性、崩解性）、岩石的体积变化 、强度和应力应变性能、岩石的渗透性等，在很 大程度上都取决于粘土矿物成分。比较而言，高 岭石的工程性质较伊利石、拜来石等粘土矿物要 好，而蒙脱石、斑脱石的工程性质最差。
296-4
2.水理性质
吸水性 岩石在浸水过程中具有的吸水性能 透水性 岩石容许水透过的能力 软化性 岩石浸水后强度降低的性能 抗冻性 岩石抵抗冻融破坏的性能 可溶性 岩石被水溶解的性能 膨胀性 岩石吸水后体积增大引起岩石结构
破坏的性能 崩解性 岩石被水浸泡，内部结构遭到完全
破坏呈碎块状崩开散落的性能
灰质胶结时工程性质一般都较差。
胶结物
硅质 钙质 铁质 泥质
抗压强度 干 211.6 108.0 84.0 56.7 （MPa） 湿 137.6 77.5 72.5 42.6
胶结方式：基底式胶结，颗粒之间不直接接触， 完全被胶结物包围，胶结紧密，强度较高，受胶 结物成分控制；孔隙式胶结，其工程性质与碎屑 颗粒成分、形状及胶结物成分有关，变化很大； 接触式胶结__其胶结程度最差，孔隙度大，透水 性强，强度低。
岩浆岩，一般把它视为均质、各向同性介质， 往往认为岩浆岩地区工程地质条件比较简单，但 不同岩浆岩，因其成分、结构构造不同，工程性 质是有差别。特别一些古老的岩浆岩，往往属多 期火成岩体，其岩石组合复杂，岩性、岩相变化 大，火山岩类则更为特殊，决不能简单视之。
矿物成分的影响: 矿物种类影响：一般硬度大的粒状和柱状 矿物含量愈高，则其强度越高，如石英、长石、 角闪石、辉石和橄榄石等矿物。硬度低，解理 非常发育的矿物含量越高，则岩石强度越低， 如云母特别是黑云母 。 矿物化学稳定性影响：石英、白云母的化 学稳定性高，特别是石英的抗风化能力特强， 而长石，特别是黑云母、角闪石、辉石、橄榄 石等，在地表条件下，极易发生化学分解，形 成次生的粘土矿物。因此，暗色矿物含量高的 岩浆岩，其工程性质要差一些。
部分用爆破开挖
粘土矿物含量及种类：例如石灰岩和砂岩， 当粘土矿物含量>20%时，就会直接影响岩石的强 度和稳定性。
由高岭石、蒙脱石、伊利石、拜来石等粘土 矿物构成的膨胀土、硅藻土、铝钒土等粘土岩， 其工程性质，包括与水相互作用表现的一些性质 （如塑性、胀缩性、崩解性）、岩石的体积变化 、强度和应力应变性能、岩石的渗透性等，在很 大程度上都取决于粘土矿物成分。比较而言，高 岭石的工程性质较伊利石、拜来石等粘土矿物要 好，而蒙脱石、斑脱石的工程性质最差。
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2.水理性质
吸水性 岩石在浸水过程中具有的吸水性能 透水性 岩石容许水透过的能力 软化性 岩石浸水后强度降低的性能 抗冻性 岩石抵抗冻融破坏的性能 可溶性 岩石被水溶解的性能 膨胀性 岩石吸水后体积增大引起岩石结构
破坏的性能 崩解性 岩石被水浸泡，内部结构遭到完全
破坏呈碎块状崩开散落的性能
灰质胶结时工程性质一般都较差。
胶结物
硅质 钙质 铁质 泥质
抗压强度 干 211.6 108.0 84.0 56.7 （MPa） 湿 137.6 77.5 72.5 42.6
胶结方式：基底式胶结，颗粒之间不直接接触， 完全被胶结物包围，胶结紧密，强度较高，受胶 结物成分控制；孔隙式胶结，其工程性质与碎屑 颗粒成分、形状及胶结物成分有关，变化很大； 接触式胶结__其胶结程度最差，孔隙度大，透水 性强，强度低。
岩浆岩，一般把它视为均质、各向同性介质， 往往认为岩浆岩地区工程地质条件比较简单，但 不同岩浆岩，因其成分、结构构造不同，工程性 质是有差别。特别一些古老的岩浆岩，往往属多 期火成岩体，其岩石组合复杂，岩性、岩相变化 大，火山岩类则更为特殊，决不能简单视之。
矿物成分的影响: 矿物种类影响：一般硬度大的粒状和柱状 矿物含量愈高，则其强度越高，如石英、长石、 角闪石、辉石和橄榄石等矿物。硬度低，解理 非常发育的矿物含量越高，则岩石强度越低， 如云母特别是黑云母 。 矿物化学稳定性影响：石英、白云母的化 学稳定性高，特别是石英的抗风化能力特强， 而长石，特别是黑云母、角闪石、辉石、橄榄 石等，在地表条件下，极易发生化学分解，形 成次生的粘土矿物。因此，暗色矿物含量高的 岩浆岩，其工程性质要差一些。
岩石和岩体的工程地质性质
应力称为岩石的单轴抗压强度或极限抗压强度，简称抗压 强度（σc ,单位Pa）。
28
1.岩石的工程地质性质
抗压强度 抗剪强度 抗拉强度 点荷载强度
影响岩石抗压强度的因素： （1）岩石矿物成分、颗粒大小、胶结程度及层理、片理等 ； （2）岩石风化及裂隙发育程度； （3）岩石的含水量； （4）试验条件，如加荷速率、试样尺寸等等。
w1
Ww1 Ws
100 %
吸水率主要取决于岩石内部较大的开型空隙发育程度。
•岩浆岩和变质岩吸水率一般在0.1~1.0%之间；
•沉积岩的吸水率一般在0.2~8.2%之间，甚至可达10%以
Байду номын сангаас
上。
11
1.岩石的工程地质性质
吸水性 透水性 软化性 抗冻性 可溶性 膨胀性
饱水率(w2) ：岩石试样在高压（一般为150个大气压）下或真 空下吸入水的重量(Ww2)与岩石干重量（Ws）之比，以百分数 表示。
沉 砾岩 砂岩 页岩 粘土岩 石灰岩 白云岩 积 岩 10~150 20~250 5~100 2~15 40~250 80~250
变 板岩 片岩 片麻岩 石英岩 大理岩 质 岩 60~200 10~100 50~200 150~350 150~250
30
1.岩石的工程地质性质
抗压强度 抗剪强度 抗拉强度 点荷载强度
➢ 岩石抵抗冻融破坏的性能。 ➢岩石强度损失率(Rl)和岩石重量损失率(Wl) 。
试验方法：饱和岩石在一定的负温下（一般-25℃）连续 冻融10~25次。
Rl
冻融前岩石饱和抗压强度 冻融后岩石饱和抗压强度 冻融前岩石饱和抗压强度
100%
Wl
冻融前干试样重量 冻融后干试样重量 冻融前干试样重量
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1.岩石的工程地质性质
抗压强度 抗剪强度 抗拉强度 点荷载强度
影响岩石抗压强度的因素： （1）岩石矿物成分、颗粒大小、胶结程度及层理、片理等 ； （2）岩石风化及裂隙发育程度； （3）岩石的含水量； （4）试验条件，如加荷速率、试样尺寸等等。
w1
Ww1 Ws
100 %
吸水率主要取决于岩石内部较大的开型空隙发育程度。
•岩浆岩和变质岩吸水率一般在0.1~1.0%之间；
•沉积岩的吸水率一般在0.2~8.2%之间，甚至可达10%以
Байду номын сангаас
上。
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1.岩石的工程地质性质
吸水性 透水性 软化性 抗冻性 可溶性 膨胀性
饱水率(w2) ：岩石试样在高压（一般为150个大气压）下或真 空下吸入水的重量(Ww2)与岩石干重量（Ws）之比，以百分数 表示。
沉 砾岩 砂岩 页岩 粘土岩 石灰岩 白云岩 积 岩 10~150 20~250 5~100 2~15 40~250 80~250
变 板岩 片岩 片麻岩 石英岩 大理岩 质 岩 60~200 10~100 50~200 150~350 150~250
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1.岩石的工程地质性质
抗压强度 抗剪强度 抗拉强度 点荷载强度
➢ 岩石抵抗冻融破坏的性能。 ➢岩石强度损失率(Rl)和岩石重量损失率(Wl) 。
试验方法：饱和岩石在一定的负温下（一般-25℃）连续 冻融10~25次。
Rl
冻融前岩石饱和抗压强度 冻融后岩石饱和抗压强度 冻融前岩石饱和抗压强度
100%
Wl
冻融前干试样重量 冻融后干试样重量 冻融前干试样重量
工程地质学-教学大纲
《工程地质学》课程教学大纲【英文译名】：Engineering Geology【适用专业】：地质工程【学分数】：2.5【总学时】：40【实践学时】:8一、本课程教学目的和课程性质本课程是为地质工程专业本科开设的一门专业基础课，必修课。
课程系统地讲授岩土工程地质性质及工程动力地质作用.系统概括了工程地质学最基本的原理和方法.在教学过程中适量安排一定时间的参观及试验。
通过本课程教学，培养学生掌握工程地质学最基本的原理与方法，了解国内外工程地质学领域的研究动态，能从系统的、动态的角度认识人类工程活动与地质环境的相互关系，为今后研究与解决工程地质、水文地质、地震地质、环境地质等方面有关的工程问题奠定坚实的基础。
二、本课程的基本要求通过本课程的学习，使学生掌握岩土的工程地质性质、工程动力地质作用等工程地质学最基本的原理和方法,并能初步应用工程地质学的基本原理分析工程地质问题，能运用力学原理进行工程地质问题的定量评价等。
为学习后继课程以及从事工程地质工作和科学研究打下一定的基础。
在教学过程中,应注意培养学生对工程地质问题分析中的地质思维逻辑，辩证唯物主义的科学思维方法和实事求是、严谨认真的工作作风。
三、本课程与其他课程的关系本课程学习前必须学习《动力地质学》、《矿物学》、《岩石学》、《构造地质学》、《水文地质学》、《地层学》、《地貌及第四纪地质学》、《工程力学》等课程。
四、课程内容绪论一、工程地质学的研究对象与任务二、工程地质学的研究内容、分科及其与其它学科的关系三、工程地质学的发展历史四、本课程的内容与学习方法重点了解工程地质学的研究对象和任务，工程地质学的研究内容；了解工程地质学分科及其与其它学科的关系,工程地质学的发展历史。
重点：工程地质学、工程地质条件及工程地质问题的概念;工程地质学的意义第一章土的物质组成与结构、构造第一节土的粒度成分粒径、粒组概念；粒组划分;粒度成分测定与表示；土按粒度成分分类;第二节土的矿物成分土中矿物成分类型；矿物成分与粒度成分的关系；粘土矿物的类型及其工程地质特征第一节土中的水与气体土中水的基本类型与特征；土中的气体第四节土的构造与构造土的结构的概念；土粒间的连结关系；土的结构类型；土的构造的概念；土的构造本章要求掌握有关的基本概念，并了解有关土的粒度成分；土的矿物成分；土中的水和气体;及土的结构、构造。
岩体的工程地质性质
Xe
a1
a2 an A
岩体按切割度分类： Xe＝0.1～0.2 完整岩体； Xe＝0.2～0.4弱节理化岩体； Xe＝0.4～0.6中等节理化岩体； Xe＝0.6～0.8强节理化岩体； Xe＝0.8～1.0完全节理化岩体； 岩体被某组结构面切割的程度Xr为：
Xr K Xe
式中：K为岩体的裂隙度； Xe 为沿某一平面的切割度。
（2）切割度Xe——指岩体被节理分割的程度。
假设岩体仅有一个结构面，可沿结构面在岩体中取一个贯
通性的假想平直断面，则结构面面积a与该断面面积A之比， 即为该岩体的切割度。
a Xe A
可见,当: 0<Xe<1, 岩体部分切割； Xe＝1, 岩体被整个切割； Xe＝0, 即岩体为完整连续体。
如果岩体沿某断面上同时存在着面积为a1、a2…an的n个结 构面时，则岩体沿该断面的切割度为
路、总参、建设部，个人方面有王思敬、陶振宇、杨子文。 c. 评价岩体强度 ✓ 利用结构面网络模拟、蒙特卡洛法等
影响岩石工程性质的因素
内部因素（岩石的地质特征） •矿物成分 •结构 •构造 外部因素
•水的作用
•风化作用
4.3 结构面特征及力学性质
结构面的发育程度、规模大小、组合形式等是决定结构体 的形状、方位和大小，控制岩体稳定性的重要因素。尤以结 构面的规模是最重要的控制因素。按结构面发育程度和规模 可以划分为如下五级：
构面的成因类型
➢ 原生结构面：岩石成岩过程中形成的结构面。 ✓ 沉积结构面：层理、层面、沉积不整合面、沉积软弱夹层。 ✓ 火成结构面：岩浆侵入、喷溢及冷凝过程中形成的结构面。 ✓ 变质结构面：包括残余的变余结构面和变成的重结晶结构面。 ➢ 次生结构面 ✓ 内动力成因型结构面（构造结构面）：受构造应力作用。 ✓ 外动力成因型结构面（表生结构面）：如卸荷裂隙（长江链子
第六章岩体的工程地质性质及岩体工程分类
岩体工程分类是以岩体稳定性或岩体质量 评价为基础的分类，是工程地质学中一个重要 的研究课题。为综合性分类。 目前主要考虑三方面因素的指标：即与岩 石工程性质有关的指标（力学性质）、岩体后 期改造有关的指标 ( 岩体结构 ) 和岩体赋存条件 方面的指标（地下水、地应力） 。
岩石质量指标 RQD （Rock Quality Designation） 定义————大于10cm的岩芯累计长度与
（4）结构面的形态
用侧壁的起伏形态和粗糙度来表示。
粗糙度系数（JRC）
根据结构面的粗
糙程度可将粗糙度系
数分为10级。 用剖面仪测出结 构面的粗糙剖面，然 后比较右图定出粗糙 度系数。
P80式6-19
（5）结构面的张开度：
结构面两壁间的平均距离，mm。
测量仪器：塞尺
结构面的张开度大小影响 岩体的强度及渗透性。
他带领勘测地质队员，查
徐瑞春 （右）
三峡勘测研究院总工 长江委综合勘测局副总工 教授级高级工程师 全国工程勘察大师
清葛洲坝坝基下 72 层 层间剪切带，并提出了剪 切带的建层、分类及空间 分布规律。为葛洲坝施工 解决大坝地基基础处理问 题发挥了重要作用。
四、岩体的结构类型划分 岩体结构——岩体中结构面和结构体的组合方式。
第六章
岩体的工程地质性质
及岩体工程分类
岩石与岩体的区别
岩石是矿物或碎屑的集合体，例如火成岩，沉积岩，变 质岩； 岩体——是由结构面和被结构面所分隔的岩石（岩块、 结构体）构成的整体，处于一定的地应力状态中。 坡岩体，地基岩体等。 岩石的工程地质性质与组成岩石的矿物成分有关，但主 要取决于颗粒间的联结特征； 岩体的工程地质性质是由结构面和被结构面所分隔的 eg.边
岩石质量指标 RQD （Rock Quality Designation） 定义————大于10cm的岩芯累计长度与
（4）结构面的形态
用侧壁的起伏形态和粗糙度来表示。
粗糙度系数（JRC）
根据结构面的粗
糙程度可将粗糙度系
数分为10级。 用剖面仪测出结 构面的粗糙剖面，然 后比较右图定出粗糙 度系数。
P80式6-19
（5）结构面的张开度：
结构面两壁间的平均距离，mm。
测量仪器：塞尺
结构面的张开度大小影响 岩体的强度及渗透性。
他带领勘测地质队员，查
徐瑞春 （右）
三峡勘测研究院总工 长江委综合勘测局副总工 教授级高级工程师 全国工程勘察大师
清葛洲坝坝基下 72 层 层间剪切带，并提出了剪 切带的建层、分类及空间 分布规律。为葛洲坝施工 解决大坝地基基础处理问 题发挥了重要作用。
四、岩体的结构类型划分 岩体结构——岩体中结构面和结构体的组合方式。
第六章
岩体的工程地质性质
及岩体工程分类
岩石与岩体的区别
岩石是矿物或碎屑的集合体，例如火成岩，沉积岩，变 质岩； 岩体——是由结构面和被结构面所分隔的岩石（岩块、 结构体）构成的整体，处于一定的地应力状态中。 坡岩体，地基岩体等。 岩石的工程地质性质与组成岩石的矿物成分有关，但主 要取决于颗粒间的联结特征； 岩体的工程地质性质是由结构面和被结构面所分隔的 eg.边
工程地质学_第6章 岩体的工程地质性质及岩体工程分类
2、结构体特征及性质
(1)特征 可用其规模、形态及其产状进行描述 a.按不同级别结构面对岩岩体的切割，可将结构体划分为 4级。 Ⅰ级结构体——地质体或称断块体 Ⅱ级结构体——岩块 Ⅲ级结构体——块体 Ⅳ级结构体——山体
b.基本形状有柱状、块状、板状、楔形、锥形、菱形等。一般 来说其稳定程度，板状结构体比柱状、块状的差。而楔状的比 菱形及锥状的差. c.产状一般用结构体表面上最大结构面的长轴方向表示，平卧 的板状结构体比竖直的板状结构体对岩体稳定性的影响要大— 些.
变质较浅的沉积岩，如千枚岩等路 堑边坡常见塌方。片岩夹层有时对 工程及地下洞体稳定也有影响
对岩体稳定影响很大．在上述许 多岩体破坏过程中．大都有构造结 构面的配合作用．此外常造成边坡 及地下工程的塌方、冒顶
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 清基处理
侧壁的起伏程度
结构面粗糙
结构面的粗糙度可用粗糙度系数(JRC)表示: 它可以
增加结构面的摩擦角．进而提高了岩体的强度。据结构面 的粗糙程度可将粗糙度系数（JRC）分为10级。在实际工作 中，可用剖面仪测出所研究结构面的粗糙剖面、然后与标 准剖面进行比较，即可求得结构面的粗糙度系数(JRC).
e. 结构面的张开度
层状结构 （Ⅱ1）
与围岩接触面可具 接触面延伸较 熔合及破坏两种不 远，比较稳定而 同的特征。原生节 原生节理往往短 理一般为张裂面， 小密集 较粗糙不平 结构面光滑平 片理短小，分布 直．片理在岩层深 变质 1.片理 产状与岩层或 极密．片岩软弱 部往往闭合成隐蔽 构造方向一致 夹层延展较远， 结构面，片岩、软 结构面 2.片岩软 弱夹层 具固定层次 弱夹层、岩片状矿 物．呈鳞片状 张性断裂不平整， 1.节理（X型节理， 张性断裂较短小, 常具次生充填．呈 张节理） 产状与构造线 剪切断裂延展较 锯齿状，剪切断裂 2.断层（正断层，逆 呈一定关系， 远，压性断裂规 较平直．具羽状裂 构造结构面 断层，走滑断层） 层间带动与岩 模巨大．但有时 晾，压性断层具多 3.层间错动带 层一致 为横断层切割成 种构造岩，成带状 4.羽状裂隙劈理 不连续状 分布，往往含断层 泥、糜棱岩 1.卸荷裂隙 2.风化裂隙 次生结构面 3.风化夹层 4.泥化夹层 5.次生夹泥 分布上往往呈不 连续状，透镜 受地形及原结 一般为泥质物充 体，延展性差， 构面控制 填，水理性质很差 且主要在地表风 化带内发育
【大学课件】《工程地质学》教学大纲
【大学课件】《工程地质学》教学大纲工程地质学课程类别:任选课课程编号:310410开课单位:资源与环境工程系总学时:40学分:2.5 适用专业:水文与水资源工程专业先修课程:高等数学、基础地质学一、课程性质、目的和任务《工程地质学》课程为水文与水资源工程专业开设的一门专业选修课，其目的是为了增加学生对相关学科领域的了解，以扩展知识结构。
它讨论人类工程活动与地质环境相互影响形式及其基本规律。
任务是分析各类工程地质问题产生的地质条件，力学机制及其发展规律，探讨各类工程地质问题的分析、评价方法和防治措施。
本课程的基本理论是所有岩土的形成机制，岩土的物质组成和结构特点、土粒与水相互作用原理;基本知识是岩土的工程地质性质及指标，特殊土的地质特性，岩土的工程地质分类。
基本技能是土的物质组成、物理力学性质的主要指标室内常规实验方法及实验成果的整理和分析。
其次主要研究包括物理地质作用及工程地质作用两大方面形成的主要工程地质问题。
工程地质包括:工业与民用建筑及矿山工程地质(如边坡稳定性问题、地下建筑稳定问题及尾矿设施稳定性问题等)内容。
因此，《工程地质学》将重点讲授岩石风化、河流的侵蚀与堆积作用、泥石流、岩溶及岩溶区工程地质问题、渗透变形、岩(土)体边坡及地下建筑稳定性问题、地震及振动液化等内容。
二、教学要求通过本课程的教学使学生全面掌握基本概念，并获得对各种主要的工程地质问题的发生、发展分析方法的基础理论、基本知识和基本技能。
要求学生掌握分析、评价各种工程动力地质作用基本原理和方法。
三、教学方法和形式本课程以课堂讲授为主，为培养学生自学及思维能力，将拟出部分内容让同学们自学掌握。
与此同时，尽可能带学生去现场参观实习。
四、理论教学内容及基本要求绪论教学内容: ?《工程地质学》研究的目的与任务:基本概念;物理地质现象(作用);工程地质现象(作用);工程地质条件;工程地质性质;工程地质问题;工程地质评价。
工程地质学基础研究的对象、目的、任务。
第六章 岩体的工程地质性质及其分类
由以上试验结果可知：
（1）岩体的变形模量比岩块的小，而且受结构面发育 程度及风化程度等因素影响十分明显。
（2）不同地质条件下的同一类型的岩体，其变形模量 相差较大。
（3）试验方法不同、压力大小不同，得到的岩体变形 模量不同。 岩体与岩块比：弹性摸量E小，峰值强度低，残余强度低， 各向异性显著，相同荷载下的变形大。
岩体的变形是岩块变形和结构变形的总和。结构变形通 常包括结构面闭合、充填物的压密及结构体转动和滑动等变 形。
岩体变形=岩块变形+结构面闭合+充填物压缩+其他变形 在一般情况下，岩体的结构变形起着控制作用。 一、岩体变形试验及其变形参数确定
岩体的变形试验包括静力法和动力法两大类：
1. 基本方法 （1）静力法
β
据单结构面理论，岩体中存在一组结构面时，岩体的 极限强度与结构面倾角β间的关系为：
由上式可知：当围压σ3不变时，岩体强度(σ1－σ3) 随结构面倾角β变化而变化。
四 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。如下图所示，可按下式计算。
（1）抗剪断强度 ——是指在任一法向应力下，岩体沿新鲜岩石剪 切破坏时能抵抗的最大剪应力。 （2）抗剪强度 ——是指在任一法向应力下，岩体沿已有破裂面 剪切破坏时的最大应力。 （3）抗切强度 ——是指剪切面上的法向应力为零时的抗剪断强 度。
五 密度 结构面的密度反映结构面发育的密集程度。 1、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)。 2、间距(d) 指同一组结构面法线方向上两相邻结构面的 平均距离。
Kd与d互为倒数关系
结构面间距分级表
6.3 岩体的工程分类
坚硬岩，岩体较完整； 较坚硬岩，岩体完整；
坚硬岩，岩体较破碎； 较坚硬岩或软硬岩互层，岩体较完整； 较软岩，岩体完整； 坚硬岩，岩体破碎； 较坚硬岩，岩体较破碎～破碎；
较软岩或软硬岩互层，且以软岩为主，岩体 较完整～较破碎；
Ⅲ
450~351
Ⅳ
350~251
软岩，岩体完整～较完整； Ⅴ 较软岩，岩体破碎； 软岩，岩体较破碎～破碎； 全部极软岩及全部极破碎岩； ≤250
在上述岩体质量定量评价的基础上，可根据下式确定岩体基本质量指标：
•
BQ = 90 + 3Rc + 250Kv
式中，Rc单位为MPa。
• 当Rc＞90 Kv＋30时，以Rc＝90Kv＋30和Kv代入上式计算BQ值； • 当Kv＞0.04Rc＋0.4时，以Kv＝0.04Rc＋0.4和Rc代入上式计算
工程岩体分级标准
工程岩体质量的初步分级
工程岩体质量初步分级是通过对岩体坚硬程度 和岩体完整程度两项指标进行定性和定量分析基础 上确定的。
⑴ 岩石坚硬程度的确定
①定性划分：岩石坚硬程度的定性划分方法见表。 ②定量确定：定量指标采用岩石单轴饱和抗压强度
的实测值。当无条件取得实测值时，也可采用实测 的岩石点荷载强度指数（Rc）的换算值，并按下式 换算： Is(50)是直径为50mm的标准 0.75 RC 22.82 I s（50） 试件岩石点荷载强度指标值
5.3 岩体的工程分类
岩体的工程分类是工程地质学中一个重要的研究课
题。它是通过岩体一些简单和易实测的指标，把工 程地质条件与岩体力学性质联系起来进行归类。并 对各类岩体质量、工程建筑条件予以定性或定量的 评价，给人们以质量好坏的概念，为工程设计和施 工提供地质依据。 目前，国内外有关岩体工程分类方法约有几十种之 多。有一般性的分类，也有专门性的分类，有定性 的，也有定量的分类。分类原则和考虑的因素也不 尽相同。下面介绍几种国内外应用较广、影响较大 的分类方法。
岩体的工程地质性质及岩体工程分类 2 ppt课件
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
积之和与总面积的比值。
结构面连续性分级表
描述 很低连续性
低连续性 中等连续性
高连续性 很高连续性
迹长（m） <1 1~3 3~10
10~20 >20
KdLsinncossin Kcd' os
结构面间距分级表
描述 极密集的间距 很密集的间距
密集的间距 中等的间距 宽的间距 很宽的间距 极宽的间距
间距（mm） <20 20~60
60~200 200~600 600~2000 2000~6000 >6000
• 用线密度来估算岩体质量指标RQD(rock quality designation)
侧壁的起伏程度可用起伏角
(i)表示。
i arctg(2h) L
• 结构面的粗糙度用粗糙 度系JRC(joint roughness coefficient)表示。
据单结构面理论，岩体中存在一组结构面时，岩体的极限强 度与结构面倾角间的关系为：
13(12(tC gjj ct3gt)gsij)n2
岩体的（二工）程结构地面质的性连续质性及岩体工 • 程结构分面的类连续2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。
张性断裂不平整，常具次生充填， 呈锯齿状，剪切断裂较平直，具 羽状裂隙，压性断层具多种构造 岩，成带状分布，往往含断层泥、 糜棱岩
对岩体稳定影响很大，在上述许多岩 体破坏过程中，大都有构造结构面的 配合作用。此外常造成边坡及地下工 程的塌方、冒顶
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
积之和与总面积的比值。
结构面连续性分级表
描述 很低连续性
低连续性 中等连续性
高连续性 很高连续性
迹长（m） <1 1~3 3~10
10~20 >20
KdLsinncossin Kcd' os
结构面间距分级表
描述 极密集的间距 很密集的间距
密集的间距 中等的间距 宽的间距 很宽的间距 极宽的间距
间距（mm） <20 20~60
60~200 200~600 600~2000 2000~6000 >6000
• 用线密度来估算岩体质量指标RQD(rock quality designation)
侧壁的起伏程度可用起伏角
(i)表示。
i arctg(2h) L
• 结构面的粗糙度用粗糙 度系JRC(joint roughness coefficient)表示。
据单结构面理论，岩体中存在一组结构面时，岩体的极限强 度与结构面倾角间的关系为：
13(12(tC gjj ct3gt)gsij)n2
岩体的（二工）程结构地面质的性连续质性及岩体工 • 程结构分面的类连续2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。
张性断裂不平整，常具次生充填， 呈锯齿状，剪切断裂较平直，具 羽状裂隙，压性断层具多种构造 岩，成带状分布，往往含断层泥、 糜棱岩
对岩体稳定影响很大，在上述许多岩 体破坏过程中，大都有构造结构面的 配合作用。此外常造成边坡及地下工 程的塌方、冒顶
第六章 岩体的工程地质性质及岩体工程分类
构 造 结 构 面 节理（ 型节理，张节理） 节理（X型节理，张节理） 断层（正断层，逆断层，平移断层） 断层（正断层，逆断层，平移断层） 层间错动带，羽状裂隙，破劈理。 层间错动带，羽状裂隙，破劈理。
构造结构面——区域性活动断裂 区域性活动断裂 构造结构面
构造结构面 ——
断层
断层面
3、次生结构面（浅、表生结构面） 次生结构面（ 表生结构面）
沉积结构面：是沉积岩在沉积和成岩过程中形成的， 沉积结构面：是沉积岩在沉积和成岩过程中形成的，有层理 面、软弱夹层、沉积间断面和不整合面等。 软弱夹层、沉积间断面和不整合面等。 岩浆（火成）结构面：是岩浆侵入及冷凝过程中形成的结构 岩浆（火成）结构面： 面，包括岩浆岩体与围岩的接触面、各期岩浆 包括岩浆岩体与围岩的接触面、 岩之间的接触面和原生冷凝节理等。 岩之间的接触面和原生冷凝节理等。 变质结构面：在变质过程中形成， 变质结构面：在变质过程中形成，分为残留结构面和重结晶 结构面，像片理、片麻理。 结构面，像片理、片麻理。
Ⅳ级：指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、小断 指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、 层及较发育的片理、劈理面等。 层及较发育的片理、劈理面等。是构成岩块的边界 破坏岩体的完整性， 面，破坏岩体的完整性，影响岩体的物理力学性质 及应力分布状态。 及应力分布状态。 Ⅳ级结构面主要控制着岩体的结构、完整性和 级结构面主要控制着岩体的结构、 物理力学性质，数量多且具随机性， 物理力学性质，数量多且具随机性，其分布规律具 统计规律，需用统计方法进行研究。 统计方法进行研究 统计规律，需用统计方法进行研究。 又称微结构面。常包含在岩块内， Ⅴ级：又称微结构面。常包含在岩块内，主要影响 岩块的物理力学性质，控制岩块的力学性质。 岩块的物理力学性质，控制岩块的力学性质。
构造结构面——区域性活动断裂 区域性活动断裂 构造结构面
构造结构面 ——
断层
断层面
3、次生结构面（浅、表生结构面） 次生结构面（ 表生结构面）
沉积结构面：是沉积岩在沉积和成岩过程中形成的， 沉积结构面：是沉积岩在沉积和成岩过程中形成的，有层理 面、软弱夹层、沉积间断面和不整合面等。 软弱夹层、沉积间断面和不整合面等。 岩浆（火成）结构面：是岩浆侵入及冷凝过程中形成的结构 岩浆（火成）结构面： 面，包括岩浆岩体与围岩的接触面、各期岩浆 包括岩浆岩体与围岩的接触面、 岩之间的接触面和原生冷凝节理等。 岩之间的接触面和原生冷凝节理等。 变质结构面：在变质过程中形成， 变质结构面：在变质过程中形成，分为残留结构面和重结晶 结构面，像片理、片麻理。 结构面，像片理、片麻理。
Ⅳ级：指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、小断 指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、 层及较发育的片理、劈理面等。 层及较发育的片理、劈理面等。是构成岩块的边界 破坏岩体的完整性， 面，破坏岩体的完整性，影响岩体的物理力学性质 及应力分布状态。 及应力分布状态。 Ⅳ级结构面主要控制着岩体的结构、完整性和 级结构面主要控制着岩体的结构、 物理力学性质，数量多且具随机性， 物理力学性质，数量多且具随机性，其分布规律具 统计规律，需用统计方法进行研究。 统计方法进行研究 统计规律，需用统计方法进行研究。 又称微结构面。常包含在岩块内， Ⅴ级：又称微结构面。常包含在岩块内，主要影响 岩块的物理力学性质，控制岩块的力学性质。 岩块的物理力学性质，控制岩块的力学性质。
工程地质学》课本习题与答案
工程地质学》课本习题与答案第一章绪言1.何谓工程地质学？答：工程地质学是研究与人类工程建筑等活动有关的地质问题的学科2.何谓工程地质学的主要任务？答：①阐明建筑场地的工程地质条件，并指出其对建筑物有利的和不利的因素。
②论证建筑场地存在的工程地质问题，进行定性和定量评价，给出确切的结论。
③选择地质条件优良的建筑场地，并根据场地的地质条件合理配置各个建筑物。
④根据建筑场地的具体地质条件，提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理化建议，以及保证建筑物正常使用所应注意的地质要求。
⑤研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响，预测其发展演化趋势，并提出对地质环境合理利用和保护的建议。
⑥为拟订改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据。
3.何谓工程地质学的研究内容？答：①岩土工程性质的研究。
②工程动力地质作用的研究。
③工程地质勘查理论技术方法的研究。
④区域工程地质的研究。
4.何谓工程地质条件？答：工程地质条件是与工程建筑有关的地质因素的综合。
①岩土的类型及其工程性质。
②地质构造。
③水文地质条件。
④动力地质作用。
⑤地形地貌条件。
⑥天然建筑材料。
5.何谓工程地质问题？工程地质题目指已有的工程地质前提在工程修建和运行期间产生的一些新的变革和开展，组成威胁影响工程修建的安全。
主要的工程地质题目包括①地基不乱性题目。
②斜坡不乱性题目。
③洞室围岩不乱性题目。
④地区不乱性题目。
6.简述工程地质学与岩土工程的干系。
答：工程地质是岩土工程的基础，岩土工程是工程地质的延伸。
7.简述工程地质学的发展历史、现状和趋势。
答：17世纪以后开始出现地质环境对建筑影响的文献资料，工程地质学产生了萌芽。
20世纪初工程地质研究已经由欧美国家向发展中国家扩展并稳定发展。
未来工程地质学会与其他学科更加紧密相连，与各相关学科更好地交叉和结合，促进基本理论、分析方法和研究手段等各方面不断更新和前进，进而使工程地质学的内涵不断变化、外延扩展。
8.简述本课程的研究要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 变质结构面在变质过程中形成，分为残留结构面和重结晶结构 面。
2.构造结构面 是岩体形成后在构造应力作用下形成的各种破裂面， 包括断层、节理、劈理和层间错动面等。
3.次生结构面 是岩体形成后在外营力作用下产生的结构面，包括 卸荷裂隙、风化裂隙、次生夹泥层和泥化夹层等。
2020/5/13
中国地质大学工程学院 贾洪彪
受地形及原结构 面控制
主要特征 分布
性质
工程地质评价
海相岩层中此类结构 面分布稳定，陆相岩 层中呈交错状，易尖 灭
层面、软弱夹层等结构面较为平整； 不整合面及沉积间断面多由碎屑泥 质物构成，且不平整
国内外较大的坝基滑动及滑坡很多由此 类结构面所造成的，如奥斯汀、圣·弗朗 西斯、马尔帕塞坝的破坏，瓦依昂水库 附近的巨大滑坡
❖2）间距(d)则是指同一组结构面法线方向上两相邻结构面
的平均距离。
Kd与d互为倒数关系 如果测线水平布置，且与结构面法线的夹角为α，结构面的 倾角为β时:
KdLsinncossin Kcd' os
2020/5/13
中国地质大学工程学院 贾洪彪
9
工程地质学概论:第六章 岩的工程地质性质及岩体工程分类
岩体结构面的类型及其特征
成因类型
地质类型
沉积结 构面
1层理层面 2软弱夹层 3不整合面、假整合面 4沉积间断面
原
生 结 构
岩浆岩 结构面
1侵入体与围岩接触面 2岩脉岩墙接触面 3原生冷凝节理
面
变质结 1片理 构面 2片岩软弱夹层
构造结构面 次生结构面
13(12(tC gjj ct3gt)gsij)n2
2020/5/13
中国地质大学工程学院 贾洪彪
7
工程地质学概论:第六章 岩体的工程地质性质及岩体工程分类
2、结构面的连续性
• 结构面的连续性反映结构面的贯通程度。 • 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。
2020/5/13
中国地质大学工程学院 贾洪彪
2
工程地质学概论:第六章 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
一、结构面的类型
(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
2020/5/13
中国地质大学工程学院 贾洪彪
5
工程地质学概论:第六章 岩体的工程地质性质及岩体工程分类
(二)力学成因类型
1、张性结构面是由拉应力形成的，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
• 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
2、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。
接触面延伸较远，比 较稳定，而原生节理 往往短小密集
与围岩接触面可具熔合及破碎两种 不同的特征，原生节理一般为张裂 面，较粗糙不平
一般不造成大规模的岩体破坏，但有时 与构造断裂配合，也可形成岩体的滑移， 如有的坝肩局部滑移
片理短小，分布极密， 片岩软弱夹层延展较 远，具固定层次
结构面光滑平直，片理在岩层深部 往往闭合成隐蔽结构面，片岩软弱 夹层具片状矿物，呈鳞片状
1节理（X型节理、张 节理） 2断层（冲断层、捩断 层、横断层） 3层间错动 4羽状裂隙、劈理
1卸荷裂隙 2风化裂隙 3风化夹层 4泥化夹层 5次生夹泥层
产状
一般与岩层产状 一致，为层间结 构面
岩脉受构造结构 面控制，而原生 节理受岩体接触 面控制
产状与岩层或构 造方向一致
产状与构造线呈 一定关系，层间 错动与岩层一致
2020/5/13
中国地质大学工程学院 贾洪彪
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工程地质学概论:第六章 岩体的工程地质性质及岩体工程分类
(一)地质成因类型
1.
岩体在成岩过程中形成的结构面。
• 沉积结构面是沉积岩在沉积和成岩过程中形成的，有层理面、 软弱夹层、沉积间断面和不整合面等。
• 岩浆结构面是岩浆侵入及冷凝过程中形成的结构面，包括岩浆 岩体与围岩的接触面、各期岩浆岩之间的接触面和原生冷凝节 理等。
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
K1＝1时，结构面完全贯通。
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中国地质大学工程学院 贾洪彪
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工程地质学概论:第六章 岩体的工程地质性质及岩体工程分类
3、结构面的密度
❖结构面的密度反映结构面发育的密集程度。 ❖1）线密度(Kd)是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)。
对岩体稳定影响很大，在上述许多岩体 破坏过程中，大都有构造结构面的配合 作用。此外常造成边坡及地下工程的塌 方、冒顶
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清基处理
• 特点：连续性好，面较平直，延伸较长并有擦痕镜面等 。
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中国地质大学工程学院 贾洪彪
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工程地质学概论:第六章 岩体的工程地质性质及岩体工程分类
二、结构面特征及其对岩体力学性质的影响
1、结构面产状
• 走向、倾向、倾角 • 结构面与最大主应力间的关系控制着岩体的破坏机理与强度。
据单结构面理论，岩体中存在一组结构面时，岩体的极限强度与结构面 倾角间的关系为
在变质较浅的沉积岩，如千枚岩等路堑 边坡常见塌方。片岩夹层有时对工程及 地下洞体稳定也有影响
张性断裂较短小，剪 切断裂延展较远，压 性断裂规模巨大，但 有时为横断层切割成 不连续状
张性断裂不平整，常具次生充填， 呈锯齿状，剪切断裂较平直，具羽 状裂隙，压性断层具多种构造岩， 成带状分布，往往含断层泥、糜棱 岩
工程地质学概论:第六章 岩体的工程地质性质及岩体工程分类
工程地质学概论
第六章 岩体的工程地质性质 及岩体工程分类
贾洪彪
中国地质大学（武汉）工程学院
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中国地质大学工程学院 贾洪彪
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工程地质学概论:第六章 岩体的工程地质性质及岩体工程分类
第六章 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 岩体的变形与强度性质 • 第三节 岩体的工程分类