第一章 岩体的结构特征
5岩体结构特征
5岩体结构特征岩体结构是指岩石内部的各种构造特征，包括岩石的层理、节理、褶皱、断层和岩石的组成等。
这些结构特征可以揭示岩石的形成过程、变形史和地质历史等信息。
下面是五种常见的岩体结构特征：1. 层理结构（bedding structure）层理结构是岩石中最常见的结构特征之一，指的是岩石中由沉积作用形成的平行层面。
层理结构可以是平行于岩石堆积面的，也可以是倾斜的。
层理结构的形成通常是由于沉积物质在沉积过程中的重力作用和水动力的影响，如沉积物质的粒子大小分选和方向性沉积等。
层理结构可以提供沉积环境、沉积物质的类型和沉积作用的性质等重要信息。
2. 节理结构（joint structure）节理是岩石中形成的裂缝或裂隙，通常是呈平行或近平行的方向出现。
节理的形成可以是由于岩石的热胀冷缩、岩石的应力状态和变形等原因引起的。
节理结构在岩石工程和采矿工程中具有重要的意义，因为节理可以影响岩石的稳定性和开采效果。
节理的角度、长度和间距等参数可以提供岩石的力学性质、应力状态和构造演化等信息。
3. 褶皱结构（folding structure）褶皱是指岩石的层面在水平或倾斜方向上的弯曲势态。
褶皱结构的形成通常是由于地壳的压力和变形作用，如地壳板块之间的挤压和侧向位移等。
褶皱结构可以提供地壳压力和变形作用的强度和方向等重要信息。
常见的褶皱形态有对称褶皱、不对称褶皱和复式褶皱等。
4. 断层结构（fault structure）断层是指岩石中的层面在一定的剪切力作用下发生位移的断裂面。
断层的形成通常是由于地壳的拉伸或挤压等构造作用引起的。
断层结构可以提供地壳变形的方向、力学性质和构造演化等重要信息。
常见的断层形态有正断层、逆断层和走滑断层等。
组成结构是指岩石中不同矿物颗粒的排列和组成关系。
岩石的组成结构可以是均匀的，也可以是不均匀的。
组成结构的形成通常是由于不同矿物在岩浆冷却或变质作用下的分异和结晶作用等。
组成结构可以提供岩石的成因和演化历史等重要信息。
岩石及岩体的基本性质
第一章岩石及岩体的基本性质第一节概述岩石是组成地壳的基本物质，它由各种造岩矿物或岩屑在地质作用下按一定规律〔通过结晶或借助于胶结物粘结〕组合而成。
一、岩石的分类自然状态下的岩石，按其固体矿物颗粒之间的结合特征，可分为：①固结性岩石：固结性岩石是指造岩矿物的固体颗粒间成刚性联系，破碎后仍可保持一定形状的岩石。
②粘结性岩石、③散粒状岩石、④流动性岩石等。
在煤矿中遇到的大多是固结性岩石。
常见的有砂岩、石灰岩、砂质页岩、泥质页岩、粉砂岩等。
按岩石的力学性质不同，常把矿山岩石分为：①坚硬岩石②松软岩石两类。
工程中常把饱水状态下单向抗压强度大于10MPa的岩石叫做坚硬岩石，而把低于该值的岩石称为松软岩石。
松软岩石具有结构疏松、密度小、孔隙率大、强度低、遇水易膨胀等特点。
从矿压控制角度看，这类岩石往往会给采掘工作造成很大困难。
二、岩石的结构和构造岩石的强度与岩石的结构和构造有关。
1.岩石的结构指决定岩石组织的各种特征的总合。
如岩石中矿物颗粒的结晶程度、颗粒大小、颗粒形状、颗粒间的联结特征、孔隙情况，以及胶结物的胶结类型等。
岩石中矿物颗粒大小差异很大，在沉积岩中，有的颗粒小到用肉眼难以分辩〔如石灰岩、泥岩、粉砂岩中的细微颗粒〕，有的颗粒可大至几厘米〔如砾岩中的粗大砾石〕。
组成岩石的物质颗粒大小，决定着岩石的非均质性。
颗粒愈均匀，岩石的力学性质也愈均匀。
一般来说，组成岩石的物质颗粒愈小，则该岩石的强度愈大。
2.岩石的构造是指岩石中矿物颗粒集合体之间，以及与其它组成部分之间的排列方式和充填方式。
主要有以下几种构造：1.整体构造——岩石的颗粒互相紧密地紧贴在一起，没有固定的排列方向；2.多孔状构造——岩石颗粒间彼此相连并不严密，颗粒间有许多小空隙；3.层状构造——岩石颗粒间互相交替，表现出层次叠置现象〔层理〕。
岩石的构造特征对其力学性质有明显影响，如层理的存在常使岩石具有明显的各向异性。
在垂直于层理面的方向上，岩石承受拉力的性能很差，沿层理面的抗剪能力很弱。
第3讲第一章第一节岩体的特征(二)
〔二〕岩体结构特征1．结构体特征结构面可将岩体切割成不同形状和大小的结构体。
根据其外形特征可大致归纳为柱状、块状、板状、楔形、菱形和锥形等六种根本形态。
当岩体发生强烈变形破碎时，也可形成片状、碎块状、鳞片状等结构体。
结构体的形状与岩层产状之间有一定的关系，如平缓产状的层状岩体中，常将岩体切割成方块体、三角形柱体等。
在陡立的岩层地区，往往形成块体、锥形体和各种柱体。
2．岩体结构类型二、岩体的力学特性【2022】5.建筑物结构设计对岩石地基主要关心的是〔〕A．岩体的弹性模量B．岩体的结构C．岩石的抗拉强度D．岩石的抗剪强度答案：A分析：就大多数岩体而言，一般建筑物的荷载远达不到岩体的极限强度值。
因此，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。
由于岩体中发育有各种结构面，所以岩体的弹塑性变形较岩石更为显著。
【2022】4结构面结合力较差的工程地基岩体的工程特性是〔D〕。
A.沿层面方向的抗剪强度高于垂直层面方向B.沿层面方向有错动比有软弱夹层的工程地质性质差C.结构面倾向坡外比倾向坡里的工程地质性质好D.沿层面方向的抗剪强度低于垂直层面方向【2022】5工程岩体沿某一结构面产生整体滑动时，其岩体强度完全受控于〔A〕。
A.结构面强度B.节理的密集性C.母岩的岩性D.层间错动幅度二、岩体的工程地质性质(一)岩石的工程地质性质1、岩石的物理力学性质【2022】2关于地基岩石软化性的说法，正确的选项是〔C 〕。
A.软化系数>0.25，工程性质良好B.软化系数<0.25，工程性质良好C.软化系数<0.75工程性质良好D.软化系数>0.75工程性质良好(2)岩石主要力学性质2．岩石的分级鉴于土和岩石的物理力学性质和开挖施工的难度，由松软至坚实共分为16级，分别以I-XⅥ表示，其中I～Ⅳ的4级为土，V～XⅥ的12级为岩石。
土分为一、二、三、四类，岩石分为松石、次坚石、普坚石、特坚石四类。
工程地质及土力学复习资料(自考02404)
工程地质及土力学复习资料第一章岩石和地质构造一、什么叫矿物质和岩石？说明几种主要的造岩矿物和岩石的种类？矿物：具有一定化学成分和物理性质的自然元素单质和化合物，主要造岩矿物：白云母、角闪石、石英、白云石等。
岩石：是地壳中由一种或多种矿物组成的物质。
岩石有岩浆石、沉积石、变质石等。
何谓岩石的结构和构造?岩石的结构：是指组成岩石的矿物结晶程度、晶粒大小、晶体形状及相互结合的方式。
构造指矿物在岩石中的排列和充填方式所反映出的外貌特征。
二、试结合矿物的标本，阐述矿物主要的物理性质特征如颜色、光泽、解理、断口、结晶形态和硬度等的基本概念。
颜色：矿物的颜色是矿物对白（日）光选择吸收的表现。
当矿物有选择地吸收其中某一或某些波长的光波时，则矿物就呈现剩余波长光波的混合色。
按其不同的成因可分为自色、他色和假色。
条痕色：指矿物粉末的颜色，他排除了矿物因反射所造成的色差，以去掉假色，减弱他色，保存自色，使常见矿物的颜色更为固定，对于鉴别矿物具有实用意义。
透明度：是指矿物透光能力的大小，即光③线透过矿物的程度。
矿物的透明度分为：透明、半透明、不透明三级。
光泽：矿物表面反光的的光亮程度称为光泽。
矿物的光泽按其反射强弱划分如下：①金属光泽；②非金属光泽。
硬度：矿物抵抗外力刻划研磨的能力称为硬度。
各种矿物由于化学成分和内部结构的不同，常具有不同的硬度，这是鉴别矿物的一个重要特征。
解理与断口：矿物受到外力的作用（如敲打），其内部质点间的连接力被破坏，沿一定的方向形成一系列光滑的破裂面的性质，称为解理。
所裂开的光滑破裂面称为解理面。
不具方向性的不规则断裂面，则称为断口。
解理是反映矿物质内部质点相互连接强弱的特征。
根据解理发生的完全程度，把解理分为如下几种：①极完全解理；②完全解理；③中等解理；④不完全解理。
三、试结合矿物的标本，阐述表观鉴别常见矿物的基本方法及几种主要矿物的特征。
鉴别方法：用显微镜观察法、化学分析法、专用仪器分析法、表观鉴别法。
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、
课后习题答案_重庆大学_工程地质_试卷答案
思考题及答案第1章【1】工程地质问题包括哪几个方面？答：工程地质问题主要包括地质灾害问题，区域稳定性问题，地基沉降变形问题，地基、斜坡或洞室围岩的稳定性问题，渗漏问题等问题。
【2】工程地质学的定义。
答：工程地质学广义的讲是研究地质环境及其保护和利用的科学。
狭义的讲是将地质学的原理运用于解决与工程建设有关的地质问题的一门学科，是岩土工程的重要组成部分。
【3】工程地质学的研究对象是什么？答：工程地质学的研究对象是工程地质条件与人类的工程建筑活动的矛盾。
【4】工程地质条件有哪些？答：工程地质条件是与人类活动有关的各种地质要素的综合，包括地形地貌条件、岩土类型及其工程地质性质、地质结构与构造、水文地质条件、不良地质作用、以及天然建筑材料等六大方面，是一个综合概念。
【5】工程地质学的研究内容包括什么？答：工程地质学研究内容主要包括地球与地貌、岩石与岩体、岩体的地质构造、第四纪堆积物与土的工程性状、地表水与地下水性质、不良地质现象及防治对策和岩土工程地质勘察等内容。
【6】工程地质学的分析方法有哪些？答：工程地质学常用分析方法包括自然地质历史分析法，工程地质建模与计算，工程地质实验与现场试验，工程类比法。
上述4种方法往往是结合在一起的，综合应用才能事半功倍。
第2章[1] 地球的内圈和外圈各分为哪三圈？各圈层的性质如何？各有哪些特点？答：地球的外部层圈有大气圈、水圈和生物圈。
地球的内部层圈包括地壳、地幔和地核。
地壳是莫霍面以上的地球表层。
地壳厚度是变化的，地壳物质的密度一般为2.6-2.9g/cm3，其上部密度较小，向下密度增大。
地壳通常为固态岩石所组成，包括沉积岩、岩浆岩和变质岩三大岩类。
地幔是位于莫霍面之下，古登堡面之上。
体积约占内圈总体积的80％，质量约占内圈总质量的67.8％，主要由固态物质组成。
地核是地球内部古登堡面至地心的部分，其体积占地球总体积的16.2％，质量却占地球总质量的31.3％，地核的密度达9.98-12.5 g/cm3。
第一章.岩石
变质岩 工程性质与其原岩密切相关。 •动力变质岩的力学强度和抗水性均较差。 •片理构造使岩石具有各向异性特征。
四. 岩石按工程特性的划分
工民建： 按岩石的坚固性分
硬质岩石: 抗压强度 30MPa 软质岩石: 抗压强度 30MPa
地下工程： 抗压强度 80MPa为A级硬质岩 按抗压强度分 抗压强度30 80MPa为B级中等硬质岩
生物圈(biosphere)：渗透在水圈、大气圈下层 和地壳表层的范围之中，对于改变地球的形态 起着重要的作用。
造岩矿物
地壳由岩石组成，岩石由矿物组成。 矿物(mineral)：具一定化学成分和物理 性质的自然元素和天然化合物。 各元素在地壳中的含量为“克拉克”值。 （1889年美国学者克拉克提出）
二 . 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
三. 岩石的工程性质评述 岩浆岩
•深成侵入岩具结晶结构，晶粒粗大均匀，力学强 度高。一般是良好的建筑地基和天然建筑石材。 但由于多种矿物结晶组成，抗风化能力较差。 •浅成侵入岩特别是脉状岩体穿插于不同的岩石中， 易蚀变风化，使其强度降低、透水性增大。 •喷出岩若具有气孔构造、流纹构造及发育有原生 裂隙，透水性较大。多呈岩流状产出，岩体厚度 小，岩相变化大，对地基均一性和稳定性影响大。
泥质结构 结晶结构 生物结构
沉积岩的构造：
•层理构造(stratification)（水平层理、波状层理、斜层 理、序粒层理等） •层面构造(bedding plane)（波痕、雨痕、泥裂等）
沉积岩的分类 根据组成的物质成分和结构特征分： •碎屑岩：碎屑物被压紧胶结而成的岩石，由
物质组成、颗粒大小和结构分砾岩、角砾岩、 砂岩和粉砂岩等。
岩体地质与结构特征
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地 基处理
第一章 岩体的地质与结构特征
(一)地质成因类型
1.原生构造面岩体在成岩过程中形成旳构造面。 沉积构造面是沉积岩在沉积和成岩过程中形成旳，有层理
3.次生构造面 是岩体形成后在外营力作用下产生旳构造面， 涉及卸荷裂隙、风化裂隙、次生夹泥层和泥化夹层等。
第一章 岩体的地质与结构特征
(二)力学成因类型
1、张性构造面是由拉应力形成旳，如羽毛状张裂面、纵张 及横张破裂面、岩浆岩中旳冷凝节理等
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
衡量岩块旳风化程度旳指标： 定性指标主要有：颜色、矿物蚀变程度、破碎程
度及开挖锤击技术特征等。 定量指标主要有风化空隙率指标和波速指标等。
第一章 岩体的地质与结构特征
风化空隙率指标(Iw)：迅速浸水后风 化岩块吸入水旳质量与干燥岩块质量 之比。
波速指标
•纵波波速（cp）
•波速比(kv)
kv
vcp vrp
Ⅳ级构造面主要控制着岩体旳构造、完整性和物理 力学性质，数量多且具随机性，其分布规律具统计 规律，需用统计措施进行研究。
Ⅴ级 又称微构造面。常包括在岩块内，主要影响岩 块旳物理力学性质，控制岩块旳力学性质。
第一章 岩体的地质与结构特征
三、 产状
走向、倾向、倾角 构造面与最大主应
力间旳关系控制着 岩体旳破坏机理与 强度。
第一章 岩体的地质与结构特征
构造面旳粗糙度用粗糙度 系JRC(joint roughness coefficient)表达。
岩体力学复习参考资料完整版
名词解释：红色，加粗，楷体。
简答的题：蓝色，宋体，加粗。
填空的题：粉色，黑体，加粗。
选择的题：绿色，行楷，加粗。
第 0 章绪论一、地质体： 是指由岩石组成的块体及在结垢面切割下具有一定的结构和构造、 占据地球 上一定空间的实体，称为地质体。
（名-1） 二、勘察专业所研究的岩体力学问题为： 与工程活动有关的地壳浅表层岩体变形及稳定性问题：岩石边坡、岩石地 基及硐室围岩等。
第 1 章 岩体地质与结构特征1.1 概述一、岩体 1、概念： 岩体是指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。
是岩体力 学研究的对象。
（名-2） 2、岩体的组成由结构面网络及其所围限的岩石块体组成。
3、岩体的物理力学性质特征：非均匀、非连续、各向异性和多相性。
1.2 岩块及其特征一、概念：岩块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。
（名-3） 二、物质组成： 岩石是由具有一定结构构造的矿物集合体组成， 因此岩块的力学性质主要取 决于岩块的矿物成分及其相对含量。
三、岩块的结构与构造： 岩块的结构是指岩石内矿物颗粒的大小、形状、排列方式及微结构面发育情 况与粒间连结方式等反映在岩块构成上的特征。
四、风化程度： 1、岩块的风化程度可用定性指标和某些定量指标表述。
2、判断岩块风化程度的定性指标主要有：颜色、矿物蚀变程度、破碎程度 及开挖锤击技术特征等。
3、判断岩块风化程度的定量指标主要有风化空隙率指标和波速指标等。
4、风化空隙率指标(Iw)是快速浸水后风化岩块吸入水的质量与干燥岩块质 量之比。
5、波速指标： （1）风化岩块纵波速度 （2）波速比：风化岩块与新鲜岩块的纵波速度比值； （3）风化系数：风化岩块与新鲜岩块的饱和单轴抗压强度比值。
1.3结构面特征一、概念：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，厚度相对较小的地质界面或带。
第一章 工程地质第一节 岩体的特征综合练习与答案
第一章工程地质第一节岩体的特征综合练习与答案一、单选题1、下列有关地震震源的说法错误的是（）。
A.地震波首先传达到震中B.体波分为横波.纵波和面波C.地震波通过地球内部介质传播的称为体波D.震源在地面上的垂直投影称为震中【参考答案】：B【试题解析】：本题考查的是地震震源。
体波分为横波和纵波，体波经过反射.折射而沿地面附近传播的波称为面波。
2、下列岩石中不属于沉积岩的是（）。
A.花岗岩B.泥岩C.石灰岩D.白云岩【参考答案】：A【试题解析】：本题考查的是岩石。
花岗岩属于岩浆岩。
根据沉积岩的组成成分.结构.构造和形成条件，可分为碎屑岩（如砾岩.砂岩.粉砂岩）.黏土岩（如泥岩.页岩〉.化学岩及生物化学岩类（如石灰岩.白云岩.泥灰岩等。
3、结构面结合力较差的工程地基岩体的工程特性是（）。
A.沿层面方向的抗剪强度高于垂直层面方向B.沿层面方向有错动比有软弱夹层的工程地质性质差C.结构面倾向坡外比倾向坡里的工程地质性质好D.沿层面方向的抗剪强度低于垂直层面方向【参考答案】：D【试题解析】：本题考查的是岩体结构特征。
层状结构，岩体中结构面一般风化微弱，结合力较弱，故这类岩体总体变形模量和承载能力均较高。
作为工程建筑地基时，其变形模量和承载能力一般均能满足要求。
但当结构面结合力不强，有时又有层间错动面或软弱夹层存在，则其强度和变形特性均具各向异性特点，一般沿层面方向的抗剪强度明显低于垂直层面方向的，当有软弱结构面存在时更甚。
4、标准地震仪测得最大振幅为1m，则该次地震定为（）级。
A.5B.6C.7D.8【参考答案】：B【试题解析】：本题考查的是地震震级。
1m=1000000μm取其对数等于6，即为6级地震。
5、由于成分和结构的不同，每种矿物都有自己特有的性质，（）是鉴别矿物的主要依据。
A.化学性质B.光学性质C.物理性质D.力学性质【参考答案】：C【试题解析】：本题考查的是岩石。
由于成分和结构的不同，每种矿物都有自己特有的物理性质，如颜色、光泽、硬度等。
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及岩体工程分类
▪第一节 岩体的结构特征 ▪第二节 岩体的力学性质 ▪第三节 岩体的工程分类
第一节 岩体的结构特征
一、结构面的成因类型
(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
结 构 面
岩体结构面的类型及其特征
结构面组合关系的分析可用赤平投影、立体投影 和三角几何计算法等进行。
四、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。它不同于岩块的概念。
• 结构体的规模取决于结构面的密度，密度愈小，结 构体的规模愈大,与结构面对应,划分为五级。
• 常用块度模数（单位体积内的Ⅳ级结构体数) 或结 构体体积来表示结构体规模。
13(12(tC gjj ct3gt)gsij)n2
（二）结构面的连续性
• 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。
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
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。
二、岩体变形参数的测定及变形曲线类型
原位岩体 变形试验
静力法 动力法
承压板法 钻孔变形法 狭缝法 水压洞室法 单(双)轴压缩试验法 声波法 地震波法
• 静力法的基本原理：在选定的岩体表面、 槽壁或钻孔壁面上施加法向荷载，并测 定其岩体的变形值；然后绘制出压力-变 形关系曲线，计算出岩体的变形参数。
地壳岩体结构特征的工程地质分析
岩体工程地质特征：
辫状（游荡型）河流沉积相模式 特点：坡降陡、河床不稳定、弯度小、水浅、流态不稳定、具复杂环流的河流沉积模式。其三度空间形式如图1-6。
岩体主要工程地质特征：
a.岩体具层状或块状结构特征。 岩体中以含泥砾的滞留砾岩层为其主要软弱层，断续分布，起伏差大，多呈槽状。顶部的泥质粉砂岩通常被冲刷殆尽，或呈零星分布。见图1-7。
属于软弱结构面 构成独立的力学模型—软弱夹层
较大的断层
Ⅱ级
延展规模与研究的岩体相若，破碎带宽度比较窄，几厘米至数米
形成块裂岩体边界 控制岩体变形和破坏方式 构成次级地应力场边界
属于软弱结构面
小断层 层间错动面
Ⅲ级
延展长度短，从十几米至几十米，无破碎带，面内不夹泥，有的具有泥膜
参与块裂岩体切割 构成次级地应力场边界
1
2
STEP1
STEP2
STEP3
1.3.1 河流相沉积岩岩体结构特征的岩相分析
河流沉积主要相模式及其工程地质特征
河流沉积建造大体上可归为三种相模式，即高弯度河流、低弯度河流、辫状（网状或游荡型）河流。其主要工程地质特征分别如下：
高弯度河流沉积相模式 特点：河床坡降缓、弯度大、水流较深、流态较稳定、以单向环流为主的河流沉积模式。其三度空间结构形式如图1-5（a）。
壹
贰
1.1 基本概念及研究意义
1
2
3
4
1.2 岩体结构特征及主要类型
构造结构面 浅表生结构面 浅部结构面 表部结构面 1.2 岩体结构特征及主要类型
1.2 岩体结构特征及主要类型
§1.2 岩体结构特征及主要类型
续表1-1
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）。
1岩石力学-岩石物理力学性质
d
s
A h
式中，γd为岩石的干密度（g／cm3）；gs为被测岩样在 105℃一110℃的温度下烘干24 小时的质量（g）；A为被测 岩样的平均断面积（cm2）；h为被测岩样平均高度（cm）。
38
一、岩石的质量指标 岩石密度测定方法二：水中称重法 首先称量不规则岩样的质量（gs），再浸入水 中称其质量（gw） ，根据阿基米德原理计算出 不规则岩样的体积（V），即可计算出岩样密 度（γ）。 遇水崩解、溶解和干缩湿胀的岩石不能用此 法测其密度。
岩石力学
胶 结 连 结
二、岩石的常见结构类型
岩石中的微结构面，是指存在于矿物颗粒内 部或矿物颗粒及矿物集合体之间微小的弱面及 空隙。包括矿物的解理、晶格缺陷、晶粒边界、 粒间空隙、微裂隙等。 岩石中的微结构面一般是很小的，通常需在 显微镜下观察才能见到，但它们对岩石工程性 质的影响却是相当大的。 有些专家认为缺陷是影响岩石力学性质的决 定性因素。
岩石力学
岩 浆 岩
三、岩石的地质成因分类
沉积岩是由风化剥蚀作用或火山作用形成的物 质，在原地或被外力搬运，在适当条件下沉积下 来，经胶结和成岩作用而形成的，其矿物成分主 要是粘土矿物、碳酸盐和残余的石英长石等。
沉 积 岩
岩石力学
三、岩石的地质成因分类
岩石力学
三、岩石的地质成因分类
沉积岩具有层理构造，岩性 一般具有明显的各向异性。 沉 积 岩
变 质 岩
岩石力学
三、岩石的地质成因分类
3、区域变质岩 这类变质岩分布范围较广，岩石厚度较大， 变质程度较为均一，最常见的有片麻岩、片岩、 千枚岩、板岩、石英岩和大理岩，混合岩是介 于片麻岩与岩浆岩之间的一种岩石。
变 质 岩
岩石力学
岩体地质与结构特征
目录
CONTENTS
• 岩体地质概述 • 岩体结构特征 • 岩体稳定性分析 • 岩体工程应用与实践
01
岩体地质概述
岩体的定义与分类
然体，具有不连续 性、非均质性和各向异性等特点 。
分类
根据岩石的成因、结构和工程地 质性质等，可以将岩体分为沉积 岩体、火成岩体和变质岩体等类 型。
包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强 度等，这些性质决定了岩体的稳定 性。
岩体的结构面特征
结构面是岩体内具有一定方向和规 模的破裂面或薄弱带，对岩体的整 体稳定性和变形破坏有重要影响。
02
岩体结构特征
岩体的构造特征
岩体的构造类型
包括层状构造、块状构造、流状构造等。
构造应力场
岩体在构造运动过程中所受到的应力作用，包括 水平应力、垂直应力和剪切应力等。
构造裂隙
由于构造运动产生的裂隙，包括节理、劈理和断 层等。
岩体的结构面特征
结构面的几何特征
包括结构面的走向、倾向、倾角、延伸长度、闭合度等。
结构面的物质组成
包括矿物成分、岩石成分、泥质充填物等。
结构面的粗糙度与起伏度
结构面的表面形态、起伏变化等特征。
岩体的结构类型与工程分类
结构类型
根据岩体的构造和结构面特征，可以将岩体分为整体状、层状、碎裂状和散体 状等类型。
工程分类
根据岩体的地质条件、工程性质和稳定性等因素，可以将岩体分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 、Ⅳ等四个工程类别。
03
岩体稳定性分析
岩体的变形与破坏机制
变形机制
岩体在受到外部压力或应力作用时，会发生形变，包括弹性 形变和塑性形变。当形变超过一定限度时，岩体会发生破裂 或断裂。
岩体地质与结构特征
1 kd = d 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。
2. 沉积岩（又叫水成岩）（sedimentary rock）
层理构造，岩体呈层状结构。
陆源碎屑岩 : 砾岩 砂岩 粉砾岩和泥质岩 他生沉积岩 火山碎屑岩 : 集块岩 火山角砾岩和凝灰岩等 沉积岩 化学沉积岩 : 石灰岩和白云岩类最为常见 自生沉积岩 生物化学沉积岩 :
延伸数十厘米至 20～ 节理、层面、次生 坚硬结构面。 Ⅳ级 30m，宽度为零至数厘 裂隙、小断层、片 米不等，统计结构面。 理、劈理、卸荷裂 隙、风化裂隙等。
连续性差，刚性接触 隐节理、微层面、 硬性（坚硬）结构面。 分布随机，降低岩块强度， Ⅴ级 的细小或隐微裂面， 微裂隙和线理等。 统计结构面。
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。
是岩块力学性质效应基 础。
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。
2021年最全一级造价工程师《土建计量》备考习题【含答案】
一级造价工程师《土建计量》考试真题及答案解析1.爆破后对地下工程围岩面及时喷混凝土，对围岩稳定的首要和内在本质作用是（）A.阻止碎块松动脱落引起应力恶化B.充填裂隙增加岩体的整体性C.与围岩紧密结合提高围岩抗剪强度D.与围岩紧密结合提高围岩抗拉强度【答案】A【解析】喷锚支护是在地下工程开挖后，及时地向围岩表面喷一薄层混凝土(一般厚度为5～20cm)，有时再增加一些锚杆。
如果喷混凝土再配合锚杆加固围岩，则会更有效地提高围岩自身的承载力和稳定性。
喷混凝士具备以下几方面的作用:①能紧跟工作面，速度快，缩短了开挖与支护的间隔时间，及时填补围岩表面的裂缝和缺损，阻止裂缝切割的碎块脱落松动使围岩的应力状态得到改善。
②浆液能充填张开的裂隙，起着加固岩体的作用，提高了岩体整体性。
③起到承载拱的作用。
【考点来源】第一章第三节四、围岩稳定2.场地大空间大，土质好的深基坑，地下水位低的深基坑，采用的开挖方式为（）。
A.水泥挡墙式B.排桩与桩墙式C.逆作墙式D.放坡开挖式【参考答案】D【解析】考查深基坑支护形式及应用。
对土质较好，地下水位低，场地开阔的基坑采取规范允许的坡度放坡开挖。
P2953.根据《房屋建筑与装饰工程工程量计算规范》(GB 50854-2013)，木门综合单价计算不包括( )A.折页、插销安装B.门碰珠、弓背拉手安装C.弹簧折页安装D.门锁安装【答案】D【解析】【考点来源】4.表征钢材抗拉性能的技术指标主要有()。
A.屈服强度B.冲击韧性C.抗拉强度D.硬度E.伸长率【答案】ACE【解析】抗拉性能是钢材的最主要性能，表征其性能的技术指标主要是屈服强度、抗拉强度和伸长率。
【考点来源】第三章第一节一、建筑钢材5.根据《房屋建筑与装饰工程工程量计算规范》(GB 50854-2013)，对于砌块墙砌筑，下列说法正确的是( )A.砌块上、下错缝不满足搭砌要求时应加两根Φ8 钢筋拉结B.错缝搭接拉结钢筋工程量不计C.垂直灰缝灌注混凝土工程量不计D.垂直灰缝宽大于 30mm 时应采用 C20 细石混凝土灌实【答案】D【解析】【考点来源】6.根据《建筑工程建筑面积计算规范》(GB/T50353-2013)，不计算建筑面积的为()。
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二、岩块 －－不含显著结构面的岩石块体
1
岩石是各种矿物的集合体，是地质作用的
0
产物。大部分新鲜岩块质地坚硬致密,孔
隙小而少,抗水性强,透水性弱,力学强度高
－－其物理力学特点主要由矿物组成和结
构构造等决定。
岩块的物理力学性质受物质组成、结 构构造与风化程度的影响
（一）岩块的物质组成
造岩矿物类型：含氧盐、氧化物、氢
1）硅质胶结＞铁质、钙质胶结＞泥质胶结
（抗水性最差）
2）基质胶结＞孔隙式胶结＞接触式胶结
岩块的结构与构造 1 0
（2）微结构面 指存在于矿物颗粒内部或颗粒间的弱面或缺 陷，包括矿物解理面、晶格缺陷、粒间空隙、 微裂隙、微层面及片理面、片麻理面等。
微结构面将大大降低岩石的强度。
试验证明（Hoek等）：若岩石存在缺陷，当 其受力（拉或压）时，在微结构面（微裂隙、 微孔隙等）末端，易形成应力集中，使裂隙可 能沿末端继续扩展，导致岩石在较小力的作用 下破坏。
度愈高：石英、长石、辉石、角闪石等
• 岩块中硬度小的片状矿物越多，其强度愈低：
云母、绿泥石、蒙脱石、高岭石等
（1） 硅酸盐类矿物及相应岩石的物理力学特点
矿物：长石、辉石、角闪石、橄榄石等，晶体 呈粒状、柱状，硬度大。常见岩石：花岗岩、
闪长岩、玄武岩
岩石物理力学特点：1）强度高，抗变形能力
好；2）易风化成高岭石、水云母等。
－－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(能明显地将岩石切内结合比较牢固的面如微层面、微裂隙等)
岩块的物质组成 岩石成因和类型对岩块力学性质的影1响
浅变质岩 千枚岩、板岩等含片状矿物 多，力学性质较差
• 变质岩：
与母岩类
型及变质 深变质岩 片麻岩、石英岩等含粒柱状
程度有关
矿物多，力学性质好
（二）岩块的结构与构造
结构与构造 1
0
1. 岩块的结构
指岩石内矿物颗粒的大小、形状和排列
方式、微结构面发育情况、粒间连结方
空隙率增大，渗透性增大
• 岩石风化程度的表示方法（定性方法和定量方法）
风化程度：全风化、强风化、弱风化、微风化
定性方法－－根据颜色、破碎程度、矿物成分的变 化及开挖锤击特征等定性指标来判断。
定性表示
岩块的风化程度 1 0
微风化：结构构造基本未变，仅裂隙面颜色略有改变，裂隙少 见，仅裂隙面矿物轻微变异并有铁锰质薄膜，锤击声清脆。
矿物成分及其相对含量对新鲜岩块力学性质的影1 响 0
（2） 粘土矿物（特殊的硅酸盐类矿物） 矿物：高岭石、水云母、蒙脱石三类，晶体呈薄片 状、或鳞片状，硬度小。常见岩石：泥岩、页岩等。
岩石物理力学特点：1）强度低，抗变形能力差； 2）极易风化。 （3）碳酸盐类矿物 矿物：方解石、白云石等。常见岩石：石灰岩、 白云岩、泥质灰岩、泥灰岩等。
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：
氧化物、卤化物、硫化物和自然元素
等。硅酸盐、碳酸盐和氧化物类矿物
是构成岩石最常见矿物，其常见矿物
如：石英、长石、辉石、橄榄石、方解石、白云石、 角闪石、云母、绿泥石、蒙脱石、高岭石等。
岩块的物质1 组成
0
1. 岩石的矿物成分及其相对含量是决定新鲜岩块 力学性质的一个重要因素
• 岩块中硬度大的粒状、柱状矿物越多，其强
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、
2. 岩石成因和类型对岩块力学性质的影响
• 岩浆岩：
以粒状硅酸盐、石英等为 主，岩块物理力学性质一 般很好。
岩石成因和类型对岩块力学性质的影响 0 1
粗碎屑岩 其力学性质在很大程度上取决 于胶结物，与碎屑成分也有关
• 沉积岩： 细碎屑岩 如页岩、泥岩等力学性质很差
碳酸盐岩 力学性质与组成成分的含量有关
沪蓉西高速扁担垭隧道掌子面岩体
岩块、结构面、岩体
2. 岩块(Rock block) －－把不含显著结构面的岩石块 体称为岩块，它是构成岩体的最小岩石单元体 （intact rock, structural element ）。
3. 岩体(Rockmass)－－是指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。
岩石物理力学特点：受CaCO3和泥质的含量影响 大。 CaCO3含量越高，岩石强度高、抗变形和抗 风化性能好；泥质含量高，力学性质较差。 碳酸盐岩体常发育岩溶现象。
矿物成分及其相对含量对新鲜岩块力学性质的影1 响
（4） 氧化物类矿物 矿物：石英等，等轴状，硬度大，化学性质稳定。 常见岩石：石英砂岩等。 岩石物理力学特点： 石英含量越高，岩石强度更 大和抗变形性能更好
岩块强度：等粒结构＞非等粒结构；细粒结构＞粗粒结构；
斑状结构中，细粒基质＞玻璃基质。
晶粒愈细，愈均匀，玻璃质愈少，则强度越高
相同成分的粗粒花岗岩C =120MPa 细粒花岗岩 C =250MPa
• 胶结连结 矿物颗粒通过胶结物连结在一起，
如沉积碎屑岩等
胶结物成分与胶结类型不同，岩块力学性质不同：
岩块强度：
第一章 岩体的地质与结构特征
主要内容：
1、基本概念 岩块、结构面、岩体
2、岩块的物质组成、 结构特征及风化程度
3、结构面的成因类型、分级、特征、软弱结构面 4、岩体成因及其特征、岩体的结构特征
一、基本概念
岩块、结构面、岩体
岩石 (Rock) －－ 各种矿物的集合体。 1. 结构面 (Structural Plane、discontinuities)