第二章 岩块、结构面及岩体地质特征

第二章 岩块和岩体的地质特征
§ 2.2 岩块的物质组成与结构特征
一、岩块的物质组成
岩块 力学性质主要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
第二章 岩块和岩体的地质特征
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。
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。
思考题一
1、岩块与岩体有哪些区别？ 2、试比较土与岩有那些异同点？
第二章 岩块、结构面和岩体的地质特征
二、结构面的规模
按结构面的延伸长度、切割深度、破碎带宽度及力学效应分：

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。如断 层、层间错动带、软弱夹层等。影响工程岩体稳定。


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。控制工程岩体稳定 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（如滑坡、崩塌等）的边界面，直接威胁工程安 全稳定性
1 3
2(C j 3 tg j ) (1 tg j ctg ) sin 2
第二章 岩块、结构面和岩体的地质特征
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(Σ a)与测 线长度的比值。

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；
第二章 岩块、结构面和岩体的地质特征
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。
滑移破坏

剪断破坏Leabharlann Baidu
劈裂拉张破坏
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：
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。



第二章 岩块和岩体的地质特征
二、岩块的结构特征
微结构面
颗粒形状 颗粒大小
削弱岩石强度，形成各向异性
第二章 岩块、结构面和岩体的地质特征
§ 2.3 结构面特征
.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。包括物质分异面和不连 续面，如层面、不整合面、节理面、断层、片理面等 软弱结构面
一、结构面的成因类型 (一)地质成因类型
第二章 岩块与岩体的地质特征
一、几个基本概念 二、岩块的物质组成与结构特征 三、结构面特征
四、岩体的结构特征
第二章 岩块与岩体的地质特征
一、 几个基本概念
1.岩石（Rock）矿物、岩屑的集合体。 2.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。
第二章 岩块、结构面和岩体的地质特征

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。是岩体分类、岩体结构研究及结构面 统计模拟的对象。 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
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）
强度： 粒状、柱状>片状>鳞片状 强度： 粗粒<细粒
第二章 岩块、结构面和岩体的地质特征
三、岩块的风化程度

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） 岩块的风化程度可通过定性指标和某些定量指标 来表述。 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。
第二章 岩块、结构面和岩体的地质特征
(二)力学成因类型（岩体剪切和拉张破坏） 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 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。
(二)力学成因类型
岩 体 结 构 面 的 类 型 及 其 特 征
3.片麻理 4.板理及千枚理
受地形及原始结构 面和临空面产状控 制
第二章 岩块、结构面和岩体的地质特征
(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。 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。如千枚岩的千枚理面,板理面,片理、片麻理 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。