关于岩体的地质特征课件
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4补充岩体结构和工程地质特性-PPT精选文档
4.1.3 软弱夹层
基本定义：软弱夹层（尤其是泥化夹层）是岩体中非常软弱的 结构面，是坝基岩体、边坡岩体和洞室围岩稳定性的制约因素。
软弱夹层的分类
按成因分类：参照P127的表4-5。
按夹层的物质组成分类：长委会建议的分类 a. 软岩夹层 b. 碎块夹层 c. 碎屑夹层 d. 泥化夹层
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
4.2.1 岩体变形测试技术、变形特性及参数取值
崖危岩体）、泥化夹层及表生夹泥。
4.1.2 结构面的特征
1978年ISRM实验室和野外试验标准委员会制定的《岩体不连 续面定量描述的建议方法》
方位：结构面的产状（走向、倾向、倾角） 间距：反映岩体完整程度和块体大小 延续性：反映结构面的连通率 粗糙度：反映结构面的起伏状况 结构面侧壁强度：反映结构面受风化影响的程度 张开度：又称隙宽，即裂隙的宽度 充填物：不同物质充填对力学特性有显著影响 渗流：反映地下水的活动状况 节理组数：反映岩体被切割的状况 块体大小：可用块度和体积节理数反映
碎屑夹层：粒径＞2mm的粗碎屑占30～50%以上，2～0.5 mm的粗碎屑占30%以上，粘粒占10-30%， f’=0.30-0.45， E0=50~200MPa。 如隧洞稳定
4.1.3 软弱夹层
泥化夹层：w≥wp。具有结构松散、孔隙比大、密度小、含水 量大、粘粒含量高、力学特性差的特点， f’=0.45-0.6，E0＜ 50MPa。如葛洲坝水电站
泥化夹层形成的三个基本条件：
a. 物质基础：粘土岩类夹层，粘粒含量高，且以蒙脱石为主的粘 土矿物。
b. 构造作用：完整性被破坏，有利于地下水的运动；矿物颗粒的 性质和成分受到破坏。
岩石(体)工程地质特征20页PPT
是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
《岩体的结构特征》ppt课件
沪蓉西高速扁担垭隧道掌子面岩体
岩块、构造面、岩体
2. 岩块(Rock block) －－把不含显著构造面的岩石块 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构成的， 由岩块和构造面网络组成的，具有一定的构造，并 赋存于一定的天然应力形状和地下水等地质环境中 的地质体。
－－指地质历史开展过程中，在岩体内构成的具有一定的延 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、脆弱夹层、卸荷裂 隙和风化裂隙等。 显著构造面(能明显地将岩石切割开来的分界面)、不显著构造面(微 构造面)(包含在岩石块体内结合比较结实的面如微层面、微裂隙等)
二、岩块 －－不含显著构造面的岩石块体1
岩石是各种矿物的集合体，是地质作用的
0
产物。大部分新颖岩块质地巩固致密,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
构构造等决议。
岩块的物理力学性质受物质组成、构造
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 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
〔一〕构造面的成因类型〔地质和力学〕
• 地质成因类型
堆积构造面
岩浆构造面
原生构造面 岩体在成岩过程
构造构造面 岩中体构构成成后的在构构造蜕造面变应构力造作面用
下构成的各种破裂面
次生构造面 岩体构成后在外营力 作用下产生的构造面
岩 体 结 构 面
的 类
工程地质-岩石及岩体的工程地质性质幻灯片课件
岩石受水作用后，强度和稳定性发生变化的性 质称为岩石的软化性。软化学性主要决定于岩 石的矿物成分、结构和构造特征。黏土矿物含 量高、孔隙度大 、吸水率高的岩石，与水作 用容易软化而丧失其强度和稳定性。
• 软化性指标是软化系数(softening coefficient)： 在数值上，等于岩石在饱和状态下的极限抗压 强度和在风干状态下的极限抗压强度的比，用 小数表示。其值越小，表示岩石在水作用下的 强度和稳定性越差。软化系数小于0.75的岩石， 认为是软化性强的岩石，工程性质比较差。
• 1）第一变形阶段为图中OA段曲线，属于微裂隙压密阶段， 岩石中微裂隙在压力作用下逐渐被压密，岩石的应力—应 变曲线呈上凹形。
• 2）第二变形阶段为图中AB段曲线，属于弹性变形阶段， 岩石中微裂隙进一步闭合及压密，孔隙被压缩，因而岩石 的应力—应变曲线为曲型的直线形式。曲线上B点所对应
的应力e为弹性极限强度或比例极限。
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
包括孔隙)部分单位体积的重量。在数值上，等于岩石固体颗 粒的重量与同体积的水在4℃时重量的比。其大小，决定于岩
石中矿物的比重及其在岩石中的相对含量。
• （2）重度(容重, unit weight）：指岩石单位体积的重
量，在数值上等于岩石试件的总重量(包括孔隙中的水重)与 其总体积(包括孔隙体积)之比。其大小，决定于岩石中矿物 的比重，岩石的孔隙性及其含水情况。
• 软化性指标是软化系数(softening coefficient)： 在数值上，等于岩石在饱和状态下的极限抗压 强度和在风干状态下的极限抗压强度的比，用 小数表示。其值越小，表示岩石在水作用下的 强度和稳定性越差。软化系数小于0.75的岩石， 认为是软化性强的岩石，工程性质比较差。
• 1）第一变形阶段为图中OA段曲线，属于微裂隙压密阶段， 岩石中微裂隙在压力作用下逐渐被压密，岩石的应力—应 变曲线呈上凹形。
• 2）第二变形阶段为图中AB段曲线，属于弹性变形阶段， 岩石中微裂隙进一步闭合及压密，孔隙被压缩，因而岩石 的应力—应变曲线为曲型的直线形式。曲线上B点所对应
的应力e为弹性极限强度或比例极限。
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
包括孔隙)部分单位体积的重量。在数值上，等于岩石固体颗 粒的重量与同体积的水在4℃时重量的比。其大小，决定于岩
石中矿物的比重及其在岩石中的相对含量。
• （2）重度(容重, unit weight）：指岩石单位体积的重
量，在数值上等于岩石试件的总重量(包括孔隙中的水重)与 其总体积(包括孔隙体积)之比。其大小，决定于岩石中矿物 的比重，岩石的孔隙性及其含水情况。
岩石的成因类型及其工程地质特征 PPT课件
第一节 主要造岩矿物
摩氏硬度计— 以选出的10种硬度不同的矿物，按硬度小 到硬度大排序，作为测定比较其他矿物硬度的标准。 野外工作中，常用指甲（2～2.5）、铁刀刃（3～3.5）、 玻璃刀（5～5.5）、钢刀刃（6～6.5）鉴别矿物的硬度。在 进行鉴别时，应在矿物的新鲜晶面或解理面上进行。
第一节 主要造岩矿物
第一节 主要造岩矿物
颜色描述方法 标准色谱法：用标准色谱红、橙、黄、绿、青、蓝、紫 及白、灰、黑来描述。 ·当颜色有深浅差别时可加上深、浅，如浅灰色。 ·当矿物颜色介于标准色谱两种颜色之间时，将次要颜
色写在主要颜色之前，如黄绿色。
类比法：用生活中常见的实物颜色来描述。如正长石的 肉红色、橄榄石的橄榄绿色。
第一节 主要造岩矿物
隐晶集合体是只有在显微镜下才可分辨矿物单体的集合 体；胶态集合体是在显微镜下也不能辨别出单体的界限的集 合体，实际上并不存在单体。 隐晶及胶态集合体可由溶液直接结晶或由胶体生成。
结
核
鲕状、豆状
肾状
葡萄状
第一节 主要造岩矿物
钟乳状
土 状
第一节 主要造岩矿物
2. 矿物的光学性质 矿物的光学性质是指矿物在可见光作用下所表现的性质。 包括颜色、条痕、光泽和透明度。 （1）颜色 矿物的颜色是矿物对可见光的吸收作用所产生的。按成 色原因分为自色、他色和假色。 自色是矿物固有的颜色，颜色比较固定 他色是矿物混入某些杂质引起的颜色。纯净的石英为无 色，含杂质时，呈现不同颜色，紫晶（Fe多）、烟水晶（含 Mn）。 假色是由于矿物内部的裂隙或表面的氧化薄膜对光的折 纤维状集合体：石膏 射、散射所引起的。
（2）解理 矿物受打击后，能沿一定结晶方向裂开成光滑平面的性 质，称为解理。裂开的光滑平面称为解理面。 根据解理的完全程度，可将解理分为五级： ·极完全解理：极易裂开成薄片，解理面大而完整，平 滑光亮，如云母。
第九章_岩体的工程地质特征
节理间距与完整性的关系
分级 间距( ) 间距(m) 描述 完整性 Ⅰ >2 不发育 完整 Ⅱ 0.5～2 ～ 较发育 块状 Ⅲ 0.1～0.5 ～ 发育 碎裂 Ⅳ < 0.1 极发育 破碎
结构面的贯通性
岩 体 的 面 连 续 性
二,结构面的特征
(5)结构面侧壁强度:它可以反映结构面经受风化 (5)结构面侧壁强度: 结构面侧壁强度 的程度, 的程度,可用施密特回弹仪或点荷载仪测定节理壁 的强度. 的强度. (6)张开度 指结构面两壁间的垂直距离. 张开度: (6)张开度:指结构面两壁间的垂直距离.结构面 的张开度通常不大,一般小于1mm 1mm. 的张开度通常不大,一般小于1mm. (7)充填物 结构面内常见的充填物有砂,粘土, 充填物: (7)充填物:结构面内常见的充填物有砂,粘土, 角砾,岩屑及硅质,钙质,石膏质沉淀物, 角砾,岩屑及硅质,钙质,石膏质沉淀物,结构面 经胶结后强度会提高, 经胶结后强度会提高,其中以铁或硅质胶结者强度 最高,泥质及易溶盐类胶结者强度低,抗水性差. 最高,泥质及易溶盐类胶结者强度低,抗水性差. 未胶结的充填物强度低,充填物厚度不同时, 未胶结的充填物强度低,充填物厚度不同时,结构 面的变形与强度也不同 与强度也不同. 面的变形与强度也不同.
四,岩体结构类型
《港口工程地质勘察规范》 港口工程地质勘察规范》
近似各向同性连续介质) 整体状结构(近似各向同性连续介质) 近似各向同性连续介质 岩软弱夹层滑动) 块状结构(岩软弱夹层滑动) 顺层滑动,层间张裂及岩层弯曲折断) 层状结构(顺层滑动,层间张裂及岩层弯曲折断)
碎裂状结构(沿结构面的滑移和张裂,结构体的剪切, 沿结构面的滑移和张裂,结构体的剪切,
9.1
岩体的结构特征
岩体的工程地质特征
岩体的工程地质分区
1
岩体的工程地质分区是根据岩体在工程地质条件 方面的相似性和差异性，将岩体划分为若干个区 域。
2
分区的目的是为了更好地认识和评价岩体的工程 地质特征，为工程设计和施工提供依据。
3
分区的方法包括地貌、地层、构造和岩石性质等 多个方面，需要综合考虑各种因素。
岩体的工程地质勘探
岩体的工程地质勘探是获取岩体 详细信息的重要手段，包括钻探、
研究目的和意义
通过对岩体工程地质特征的研究，可以深入了解岩体的形成 、演变和分布规律，为工程选址、设计和施工提供科学依据 。
研究岩体的工程地质特征有助于提高工程质量和安全性，减 少工程风险和损失，对于保障人民生命财产安全和社会经济 发展具有重要意义。
02 岩体的基本特征
岩体的定义与分类
定义
岩体是由岩石和其赋存的介质共 同组成的自然体，具有复杂的结 构和不均匀性。
分类
根据岩石的成因、结构和工程地 质特性，可以将岩体分为沉积岩 、变质岩和岩浆岩等类型。
岩体的结构特征01ຫໍສະໝຸດ 0203结构面
岩体中存在的各种破裂面、 节理、层理和软弱夹层等， 对岩体的力学性质和稳定 性有重要影响。
结构体
岩体被结构面切割成各种 形状和大小不一的块体， 这些块体在空间排列组合 形成特定的结构体。
对未来研究的建议
进一步深入研究不同地区、不同类型岩 体的工程地质特征，为工程设计和施工
提供更加全面和准确的地质资料。
加强岩体工程地质特征与工程实践的结 合研究，探索更加科学合理的岩体工程
地质勘察、评价和治理方法。
开展长期监测和研究，了解岩体在长期 自然因素和人类活动作用下的变形、破 坏和演化规律，为工程安全和环境保护
第七章__岩石的工程地质特性ppt课件
三.岩石的溶解性
岩石的溶解性是指岩石溶解于水的能力。取决于其化学成 分，也与水的性质有关
常见的可溶性岩石有：石灰石、白云石、石膏、岩盐
四.岩石的软化性
指岩石在水的作用下强度和稳定性降低的性质。主要取决 于：矿物成分、结构构造等；
衡量指标：软化系数（饱水状态下的极限抗压强度与风干 状态下的极限抗压强度之比）<0.75时为强软化岩石，工 程性质较差如：粘土岩等
胶结物成分 1. 岩石的应力－应变关系 (1)逐级加载应力－应变关系 a.压密阶段：主要是岩石的裂隙压密，包含弹性和塑性变形，以塑性变
形为主；
b.直线阶段：应力－应变关系基本上按比例增长，呈近似直线关系, 以
弹性变形为主 ；
C. 破坏阶段：荷载继续增大，应力－应变呈明显非线形，应变比应力的 增长率大的多；
.
§ 2 岩块的变形性质
单轴
单轴 压缩
连续加 荷
循环加
逐级一次循环加荷
加荷
加
单轴
荷 三轴 拉伸
方 加荷
荷 反复循环加卸荷
p
p
p
式
加剪力
t
t
t
.
一、单轴压缩条件下的岩块变形
（一） 连续加载
1、变形阶段 （1）空隙压密阶段(OA)
（2）弹性变形阶段(AB)
B点:弹性极限
（3）微裂隙稳定发展阶段
(BC) C点:屈服强度 d
二.岩石的结构
岩石的结构特征是影响岩石物理力学性质的重要因素 结晶岩类：大部分的岩浆岩、变质岩和一部分沉积岩 胶结物联结的岩石：碎屑岩等 结晶联结：是由岩浆或者溶液中结晶或者重结晶形成。矿物晶体靠直接接
ω1 =Gω1 /Gs×100%
其中 Gω1岩石常压下所吸附水分的重量
岩石的溶解性是指岩石溶解于水的能力。取决于其化学成 分，也与水的性质有关
常见的可溶性岩石有：石灰石、白云石、石膏、岩盐
四.岩石的软化性
指岩石在水的作用下强度和稳定性降低的性质。主要取决 于：矿物成分、结构构造等；
衡量指标：软化系数（饱水状态下的极限抗压强度与风干 状态下的极限抗压强度之比）<0.75时为强软化岩石，工 程性质较差如：粘土岩等
胶结物成分 1. 岩石的应力－应变关系 (1)逐级加载应力－应变关系 a.压密阶段：主要是岩石的裂隙压密，包含弹性和塑性变形，以塑性变
形为主；
b.直线阶段：应力－应变关系基本上按比例增长，呈近似直线关系, 以
弹性变形为主 ；
C. 破坏阶段：荷载继续增大，应力－应变呈明显非线形，应变比应力的 增长率大的多；
.
§ 2 岩块的变形性质
单轴
单轴 压缩
连续加 荷
循环加
逐级一次循环加荷
加荷
加
单轴
荷 三轴 拉伸
方 加荷
荷 反复循环加卸荷
p
p
p
式
加剪力
t
t
t
.
一、单轴压缩条件下的岩块变形
（一） 连续加载
1、变形阶段 （1）空隙压密阶段(OA)
（2）弹性变形阶段(AB)
B点:弹性极限
（3）微裂隙稳定发展阶段
(BC) C点:屈服强度 d
二.岩石的结构
岩石的结构特征是影响岩石物理力学性质的重要因素 结晶岩类：大部分的岩浆岩、变质岩和一部分沉积岩 胶结物联结的岩石：碎屑岩等 结晶联结：是由岩浆或者溶液中结晶或者重结晶形成。矿物晶体靠直接接
ω1 =Gω1 /Gs×100%
其中 Gω1岩石常压下所吸附水分的重量
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
第二章 岩块、结构面及岩体的地质特征
（四）岩体的结构特征
第二章总思考题
1、岩块与岩体有哪些区别？ 2、试比较土与岩有那些异同点？ 3、结构面有哪些主要特征，它们是怎样影响 岩体力学性质的？ 4、比较岩块与结构体的含义异同？ 5、试总结说明三大类岩体的主要特征？
风化
第二章 岩块、结构面和岩体的地质特征
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。
波速指标
纵波波速（cp）
波速比
kv
vcp vrp
' cw
风化系数
kf cw
第二章 岩块、结构面和岩体的地质特征
硬质岩石按波速指标的风化分级表
《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）
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：指沿结构面延伸方向，结构面面 积之和与总面积的比值。 3、迹长：结构面与岩体露头交线的长度。
第二章 岩块、结构面和岩体的地质特征
表2-3 结构面连续性分级表
第二章 岩块、结构面和岩体的地质特征
第二章 岩块、结构面和岩体的地质特征
结构体的形状示意图
第二章 岩块、结构面和岩体的地质特征
2 岩 体 的 结 构 类 型
第二章 岩块、结构面和岩体的地质特征
三、岩体成因与岩体特征（自学）
1 岩浆岩体 无层理，产状复杂。根据岩浆活动方式，岩浆 岩可分为深成岩、浅成岩和喷出岩三类。 2 沉积岩体 具有层理构造，岩体呈层状结构。沉积岩包括 他生沉积岩和自生沉积岩两大类。 3 变质岩体 多数岩石变质后都经历了不同程度的重结晶作 用，结构较致密，抗水性增强，孔隙率较低， 透水性弱，抗变形性能好，强度高。因此与沉 积岩相比，变质岩的性质一般要好些。
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关于岩体的地质特征
第1章 岩体地质与结构特征
§ 1.1 几个基本概念
2.结1.构岩面石（（StRroucckt）ura矿l 物Pl、an岩e）屑指的地集质合历体史。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。
3.岩块（Rock block 或 Rock）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。
4.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。
思考题
1、岩块与岩体有哪些区别？ 2、试比较土与岩有那些异同点？
第1章 岩体地质与结构特征
§1.2 岩块及其特征
二、结构面的规模
Ⅰ级 指大断层或区域性断层。控制工程建设地区 的地壳稳定性，直接影响工程岩体稳定性；
Ⅱ级 指延伸长而宽度不大的区域性地质界面。
Ⅲ级 指长度数十米至数百米的断层、区域性节理、 延伸较好的层面及层间错动等。 Ⅱ、Ⅲ级结构面控制着工程岩体力学作用的边界 条件和破坏方式，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
Kd与d互为倒数关系 •如果测线是水平布置的，且与结构面法线的夹角为α ，结构面的倾角为β时:
KdLsinncossin Kcd' os
结构面间距分级表
用线密度来估算岩体质量指标RQD(Rock quality designation)
RQ 1D e 0 0 .1 0 kd(0 .1 kd 1 )
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。
波速指标 纵波波速（cp）
波速比
kv
v cp v rp
风化系数
kf
' cw
cw
硬质岩石按波速指标的风化分级表
《岩土工程勘察规范》（GB50021-94）
第1章 岩体地质与结构特征
§ 1.3 结构面特征 一、结构面的成因类型
三、 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：
13(12(tC gjj ct3gt)gsij)n2
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
二、结构面的规模
Ⅳ级 指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、小断层 及较发育的片理、劈理面等。是构成岩块的边界面， 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。 Ⅳ级结构面主要控制着岩体的结构、完整性和物 理力学性质，数量多且具随机性，其分布规律不太 容易搞清楚，需用统计方法进行研究
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；
、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
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。
特点：连续性好，面较平直，延伸较长并有擦痕 镜面等现象发育。
三、岩块的风化程度
风化
岩石====>矿物组成和结构改变==>岩块的物理力学性 质改变（强度降低、抗变形性能减弱、空隙率增大， 渗透性加大）
岩块的风化程度可用定性指标和某些定量指标表述 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。
(一)地质成因类型 (二)力学成因类型
岩
体
结
构
面
的
类
3.片麻理
型
4.板理及千枚理
及
其
特
征
受地形及原始结构 面和临空面产状控 制
(一)地质成因类型
1.原生结构面
沉积结构面是沉积岩在沉积和成岩过程中形成的， 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。
一、岩块的物质组成 岩块力学性质
取决于组成岩石的矿物成分及其相对含量
硅酸盐类矿物 粘土矿物 碳酸盐类矿物 氧化物类矿物
二、岩块的结构特征
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。
岩石的粒间连结分结晶连结与胶结连结。
结晶连结是矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起， 它是通过共用原子或离子使不同晶粒紧密接触。
胶结连结是矿物颗粒通过胶结物连结在一起。硅质 胶结的岩块强度最高；铁质、钙质胶结的次之；泥 质胶结的岩块强度最低。
第1章 岩体地质与结构特征
二、岩块的结构特征 微结构面 削弱岩石强度，形成各向异性 颗粒形状 强度： 粒状、柱状>片状>鳞片状 颗粒大小 强度： 粗粒<细粒
第1章 岩体地质与结构特征
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、迹长：结构面与岩体露头交线的长度。
结构面连续性分级表
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)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。
变质结构面在变质过程中形成，残留结构面和重结 晶结构面
2.构造结构面 是岩体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、次因类型 张性结构面是由拉应力形成的，如羽毛状张裂面
岩体质量指标RQD：长度大于10cm的岩心 长度之和与钻孔总进尺的百分比。
RQD长度大 1钻 0c于 m 孔 的总 岩进 心尺 长度 10% 之 0 和
六 张开度
张开度是指结构面两壁面间的垂直距离。 结构面两壁面一般不是紧密接触，使结构面实
际接触面积减少，导致结构面粘聚力降低和渗 透性增大。 如在层流条件下，平直而两壁平行的单个结构 面的渗透系数(Kf)可表达为：
第1章 岩体地质与结构特征
§ 1.1 几个基本概念
2.结1.构岩面石（（StRroucckt）ura矿l 物Pl、an岩e）屑指的地集质合历体史。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。
3.岩块（Rock block 或 Rock）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。
4.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。
思考题
1、岩块与岩体有哪些区别？ 2、试比较土与岩有那些异同点？
第1章 岩体地质与结构特征
§1.2 岩块及其特征
二、结构面的规模
Ⅰ级 指大断层或区域性断层。控制工程建设地区 的地壳稳定性，直接影响工程岩体稳定性；
Ⅱ级 指延伸长而宽度不大的区域性地质界面。
Ⅲ级 指长度数十米至数百米的断层、区域性节理、 延伸较好的层面及层间错动等。 Ⅱ、Ⅲ级结构面控制着工程岩体力学作用的边界 条件和破坏方式，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
Kd与d互为倒数关系 •如果测线是水平布置的，且与结构面法线的夹角为α ，结构面的倾角为β时:
KdLsinncossin Kcd' os
结构面间距分级表
用线密度来估算岩体质量指标RQD(Rock quality designation)
RQ 1D e 0 0 .1 0 kd(0 .1 kd 1 )
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。
波速指标 纵波波速（cp）
波速比
kv
v cp v rp
风化系数
kf
' cw
cw
硬质岩石按波速指标的风化分级表
《岩土工程勘察规范》（GB50021-94）
第1章 岩体地质与结构特征
§ 1.3 结构面特征 一、结构面的成因类型
三、 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：
13(12(tC gjj ct3gt)gsij)n2
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
二、结构面的规模
Ⅳ级 指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、小断层 及较发育的片理、劈理面等。是构成岩块的边界面， 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。 Ⅳ级结构面主要控制着岩体的结构、完整性和物 理力学性质，数量多且具随机性，其分布规律不太 容易搞清楚，需用统计方法进行研究
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；
、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
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。
特点：连续性好，面较平直，延伸较长并有擦痕 镜面等现象发育。
三、岩块的风化程度
风化
岩石====>矿物组成和结构改变==>岩块的物理力学性 质改变（强度降低、抗变形性能减弱、空隙率增大， 渗透性加大）
岩块的风化程度可用定性指标和某些定量指标表述 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。
(一)地质成因类型 (二)力学成因类型
岩
体
结
构
面
的
类
3.片麻理
型
4.板理及千枚理
及
其
特
征
受地形及原始结构 面和临空面产状控 制
(一)地质成因类型
1.原生结构面
沉积结构面是沉积岩在沉积和成岩过程中形成的， 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。
一、岩块的物质组成 岩块力学性质
取决于组成岩石的矿物成分及其相对含量
硅酸盐类矿物 粘土矿物 碳酸盐类矿物 氧化物类矿物
二、岩块的结构特征
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。
岩石的粒间连结分结晶连结与胶结连结。
结晶连结是矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起， 它是通过共用原子或离子使不同晶粒紧密接触。
胶结连结是矿物颗粒通过胶结物连结在一起。硅质 胶结的岩块强度最高；铁质、钙质胶结的次之；泥 质胶结的岩块强度最低。
第1章 岩体地质与结构特征
二、岩块的结构特征 微结构面 削弱岩石强度，形成各向异性 颗粒形状 强度： 粒状、柱状>片状>鳞片状 颗粒大小 强度： 粗粒<细粒
第1章 岩体地质与结构特征
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、迹长：结构面与岩体露头交线的长度。
结构面连续性分级表
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)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。
变质结构面在变质过程中形成，残留结构面和重结 晶结构面
2.构造结构面 是岩体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、次因类型 张性结构面是由拉应力形成的，如羽毛状张裂面
岩体质量指标RQD：长度大于10cm的岩心 长度之和与钻孔总进尺的百分比。
RQD长度大 1钻 0c于 m 孔 的总 岩进 心尺 长度 10% 之 0 和
六 张开度
张开度是指结构面两壁面间的垂直距离。 结构面两壁面一般不是紧密接触，使结构面实
际接触面积减少，导致结构面粘聚力降低和渗 透性增大。 如在层流条件下，平直而两壁平行的单个结构 面的渗透系数(Kf)可表达为：