地质构造对工程的影响
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抗冻性 主要力学性质： 岩石的变形；岩石的强度
岩石的工程地质性质
影响岩石工程性质的因素
❖岩石的地质特征 矿物成分 结构 构造 ❖岩石形成后的外部因素 风化作用 水
岩石的工程地质性质
矿物成分对岩石工程性质的影响
矿物成分对岩石的物理力学性质产生直接的影响。（例 子P49）
尽管岩类相同，结构和构造也相同，如果矿物成分不同， 岩石的物理力学性质会有显著的差别。
❖有利：路线垂直岩层走向，或路线与岩层走向平行 但岩层倾向与边坡倾向相反 ❖不利：路线与岩层走向平行，边坡与岩层倾向一致 ❖最不利：路线与岩层走向平行，边坡与岩层倾向一 致，但边坡坡角大于岩层倾角
褶皱构造轴部的工程地质评价
轴部：
➢从岩层的产状来说，是岩层倾向发生显著变化的地 方。
➢从构造作用对岩层整体性的影响来说，又是岩层受 应力作用最集中的地方
结构对岩石工程性质的影响
结晶联结的岩石：颗粒间结合力强，孔隙度小，结构致密， 容重大，吸水率变化范围小，较高的强度和稳定性。结晶 颗粒的大小对岩石的强度有明显影响。（细粒优于粗粒） P50
胶结物联结的岩石：强度和稳定性决定于胶结物的成分和 胶结形式，同时也受碎屑成分的影响。
胶结物成分：硅质>铁质、钙质>泥质
所以，在轴部，不论公路、隧道或桥梁工程，容 易遇到工程地质问题。
主要是由于岩层破碎而产生的岩体稳定问题和向 斜轴部地下水的问题。这些问题在隧道工程中往往显 得更为突出，容易产生隧道塌顶和涌水现象，有时会 严重影响正常施工。
裂隙的工程地质评价
岩体中的裂隙，在工程上除有利于开挖外，对岩体的 强度和稳定性均有不利的影响。
隧道轴线与断层走向平行时，尽量避免质评价
不整合接触中的不整合面，是下 伏古地貌的剥蚀面。一则它常有比 较大的起伏，同时常有风化层或底 砾存在，层间结合差，地下水发育， 当不整合面与斜坡倾向一致时，如 开挖路基，经常会成为斜坡滑移的 边界条件，对工程建筑不利。
岩石的工程地质性质
水对岩石工程性质的影响
岩石被水饱和后会使岩石的强度降低，降低程度在很大 程度上取决于岩石的孔隙度。
降低机制：水沿着岩石中可见和不可见的孔隙、裂隙浸 入。浸湿岩石全部自由表面上的矿物颗粒，并继续沿着 矿物颗粒间的接触面向深部浸入，削弱矿物颗粒间的联 结，结果使岩石的强度受到影响。
一定程度内的可逆性：当岩石干燥后其强度可以得到恢 复。
胶结类型：基底胶结（强度和稳定性完全取决于胶结物的 成分）；孔隙胶结（与碎屑和胶结物的成分都有关系）； 接触胶结（孔隙度大、容重小、吸水率高、强度低、易透 水，若胶结物为泥质，与水作用易软化而丧失强度和稳定 性）P50图3-20
岩石的工程地质性质
构造对岩石工程性质的影响
由矿物成分在岩石中分布的不均匀性，和岩石结构的不连续性决定。
岩体的工程地质性质
岩体结构分析-岩体结构特征
整体块状结构 层状结构 碎裂结构 散体结构
岩体的工程地质性质
岩体的工程地质特性
整体块状结构岩体的工程地质性质（良好） 层状结构岩体的工程地质性质（较好） 碎裂结构岩体的工程地质性质（较差） 散体结构岩体的工程地质性质（非常差）
但不一定含有高强度矿物的岩石，其强度一定就高。 （因为内部应力是通过矿物颗粒的直接接触来传递的）
因此，只有在矿物分布均匀、高强度矿物在岩石的结构 中形成牢固的骨架时，才能起到增高岩石强度的作用。
从工程要求来看，岩石相对于土体，强度是比较高的， 因此应该注意那些可能降低岩石强度的因素。
岩石的工程地质性质
工程地质学
第一章 绪论 第二章 岩石的成因类型及其工程地质特征 第三章 地质构造及其对工程的影响 第四章 土的工程性质与分类 第五章 地下水 第六章 不良地质现象的工程地质问题 第七章 工程地质原位测试 第八章 工程地质勘察
❖地质构造对工程的影响 ➢褶皱的工程地质评价 ➢裂隙的工程地质评价 ➢断层的工程地质评价 ➢不整合的工程地质评价 ❖岩石与岩体的工程地质性质 ➢岩石的工程地质性质 ➢岩体的工程地质性质
影响岩体稳定性的主要影响因素有：区域稳定性、岩体 结构特征、岩体变形特性与承载能力、地质构造及岩体 风化程度等。
岩体的工程地质性质
岩体结构分析 结构面 结构体 岩体结构特征
岩体的工程地质特性 整体块状结构岩体的工程地质性质 层状结构岩体的工程地质性质 碎裂结构岩体的工程地质性质 散体结构岩体的工程地质性质
断层的工程地质评价
由于岩层发生强烈的断裂变动，致使岩体裂隙增多、岩 石破碎、风化严重、地下水发育，从而降低了岩石的强度和 稳定性，对工程建筑造成了种种不利的影响。
断层破碎带
选址时尽量避开大的 断层破碎带
在断层发育地带修建隧道，是最不利的一种情况。 由于岩层的整体性遭到破坏，加之地面水或地下水的侵 入，其强度和稳定性都是很差的，容易产生洞顶塌落， 影响施工安全。
Case 1:岩石所具有的片状构造、板状构造、千枚状构造、片麻构造以 及流纹构造等，往往使矿物成分在岩石中的分布极不均匀。一些强度低、 易风化的矿物，多沿一定方向富集，或成条带状分布，或成为局部的聚 集体，从而使岩石的物理力学性质在局部发生很大变化。而岩石受力破 坏和岩石遭受风化，首先都是从岩石的这些缺陷中开始发生的。
但是，如果发生干湿循环，化学溶解或使岩石的结构状 态发生改变，则岩石强度的降低，就转化成不可逆的过 程了。
岩体的工程地质性质
岩体是指某一地点一种或多种岩石中的各种结构面、结 构体（岩石）的总体。
岩体中结构面的发育程度、性质、充填情况以及连通程 度等，对岩体的工程地质特性有很大的影响。岩体稳定 性分析与评价是工程建设中十分重要的问题。
Case 2:不同的矿物成分虽然在岩石中的分布是均匀的，但由于存在着 层理、裂隙和各种成因的孔隙，致使岩石结构的连续性与整体性受到一 定程度的影响，使得岩石的强度和透水性在不同的方向上发生明显的差 异。一般来说，垂直层面的抗压强度大于平行层面的抗压强度，平行层 面的透水性大于垂直层面的透水性。
如果case 1和case 2同时存在，则岩石的强度和稳定性将会明显降低。
❖岩体中存在裂隙，破坏了岩体的整体性，促进岩体风化 速度，增强岩体的透水性，因而使岩体的强度和稳定性降 低。
❖当裂隙主要发育方向与路线走向平行，倾向与边坡一致 时，不论岩体的产状的如何，边坡都容易发生崩塌等不稳 定现象。
❖如果岩体存在裂隙，还会影响爆破作业的效果。
所以，当裂隙可能成为影响工程设计的重要因素时， 应当对裂隙进行深入的调查研究，详细论证裂隙对岩体工 程建筑条件的影响，采取相应措施，以保证建筑物的稳定 和正常使用。
褶皱构造的工程地质评价
翼
轴
部
部
❖一 般 来 说 ， 没 有 特 容易遇到工程地质问题 殊不良的影响。
❖但 对 深 路 堑 、 挖 方 高边坡及隧道工程等， 需具体情况具体分析
褶皱构造翼部的工程地质评价
归结为倾斜岩层的产状与路线或隧道轴线走向的关系问题
（1）一般来说，没有特殊不良的影响
（2）对深地堑、挖方高边坡及隧道工程等，则需具体分析
岩石与岩体的工程地质性质
岩石的工程地质性质
物理性质；力学性质
岩体的工程地质性质
岩体内部裂隙系统的性质及其分 布情况；岩石本身的性质
岩石的工程地质性质
岩石的工程地质性质，包括：
物理性质，力学性质两个主要方 面
影响岩石工程性质的因素：
矿物成分、岩石的结构和构造以 及风化作用等
岩石的工程地质性质
主要物理性质： 重量；孔隙性；吸水性；软化性；
岩体的工程地质性质
岩体结构分析-结构面
结构面的分类 原生结构面 构造结构面 次生结构面 结构面的特征 结构面的规模 结构面的形态 结构面的密集程度 结构面的连通性 结构面的张开度和充填情况
岩体的工程地质性质
岩体结构分析-结构体 结构体的类型 柱状；块状；板状；楔形；菱形 ；锥 形 结构体块度（大小）分类 巨型块体；大型块体；中型块体；小型 块体；碎块体
岩石的工程地质性质
影响岩石工程性质的因素
❖岩石的地质特征 矿物成分 结构 构造 ❖岩石形成后的外部因素 风化作用 水
岩石的工程地质性质
矿物成分对岩石工程性质的影响
矿物成分对岩石的物理力学性质产生直接的影响。（例 子P49）
尽管岩类相同，结构和构造也相同，如果矿物成分不同， 岩石的物理力学性质会有显著的差别。
❖有利：路线垂直岩层走向，或路线与岩层走向平行 但岩层倾向与边坡倾向相反 ❖不利：路线与岩层走向平行，边坡与岩层倾向一致 ❖最不利：路线与岩层走向平行，边坡与岩层倾向一 致，但边坡坡角大于岩层倾角
褶皱构造轴部的工程地质评价
轴部：
➢从岩层的产状来说，是岩层倾向发生显著变化的地 方。
➢从构造作用对岩层整体性的影响来说，又是岩层受 应力作用最集中的地方
结构对岩石工程性质的影响
结晶联结的岩石：颗粒间结合力强，孔隙度小，结构致密， 容重大，吸水率变化范围小，较高的强度和稳定性。结晶 颗粒的大小对岩石的强度有明显影响。（细粒优于粗粒） P50
胶结物联结的岩石：强度和稳定性决定于胶结物的成分和 胶结形式，同时也受碎屑成分的影响。
胶结物成分：硅质>铁质、钙质>泥质
所以，在轴部，不论公路、隧道或桥梁工程，容 易遇到工程地质问题。
主要是由于岩层破碎而产生的岩体稳定问题和向 斜轴部地下水的问题。这些问题在隧道工程中往往显 得更为突出，容易产生隧道塌顶和涌水现象，有时会 严重影响正常施工。
裂隙的工程地质评价
岩体中的裂隙，在工程上除有利于开挖外，对岩体的 强度和稳定性均有不利的影响。
隧道轴线与断层走向平行时，尽量避免质评价
不整合接触中的不整合面，是下 伏古地貌的剥蚀面。一则它常有比 较大的起伏，同时常有风化层或底 砾存在，层间结合差，地下水发育， 当不整合面与斜坡倾向一致时，如 开挖路基，经常会成为斜坡滑移的 边界条件，对工程建筑不利。
岩石的工程地质性质
水对岩石工程性质的影响
岩石被水饱和后会使岩石的强度降低，降低程度在很大 程度上取决于岩石的孔隙度。
降低机制：水沿着岩石中可见和不可见的孔隙、裂隙浸 入。浸湿岩石全部自由表面上的矿物颗粒，并继续沿着 矿物颗粒间的接触面向深部浸入，削弱矿物颗粒间的联 结，结果使岩石的强度受到影响。
一定程度内的可逆性：当岩石干燥后其强度可以得到恢 复。
胶结类型：基底胶结（强度和稳定性完全取决于胶结物的 成分）；孔隙胶结（与碎屑和胶结物的成分都有关系）； 接触胶结（孔隙度大、容重小、吸水率高、强度低、易透 水，若胶结物为泥质，与水作用易软化而丧失强度和稳定 性）P50图3-20
岩石的工程地质性质
构造对岩石工程性质的影响
由矿物成分在岩石中分布的不均匀性，和岩石结构的不连续性决定。
岩体的工程地质性质
岩体结构分析-岩体结构特征
整体块状结构 层状结构 碎裂结构 散体结构
岩体的工程地质性质
岩体的工程地质特性
整体块状结构岩体的工程地质性质（良好） 层状结构岩体的工程地质性质（较好） 碎裂结构岩体的工程地质性质（较差） 散体结构岩体的工程地质性质（非常差）
但不一定含有高强度矿物的岩石，其强度一定就高。 （因为内部应力是通过矿物颗粒的直接接触来传递的）
因此，只有在矿物分布均匀、高强度矿物在岩石的结构 中形成牢固的骨架时，才能起到增高岩石强度的作用。
从工程要求来看，岩石相对于土体，强度是比较高的， 因此应该注意那些可能降低岩石强度的因素。
岩石的工程地质性质
工程地质学
第一章 绪论 第二章 岩石的成因类型及其工程地质特征 第三章 地质构造及其对工程的影响 第四章 土的工程性质与分类 第五章 地下水 第六章 不良地质现象的工程地质问题 第七章 工程地质原位测试 第八章 工程地质勘察
❖地质构造对工程的影响 ➢褶皱的工程地质评价 ➢裂隙的工程地质评价 ➢断层的工程地质评价 ➢不整合的工程地质评价 ❖岩石与岩体的工程地质性质 ➢岩石的工程地质性质 ➢岩体的工程地质性质
影响岩体稳定性的主要影响因素有：区域稳定性、岩体 结构特征、岩体变形特性与承载能力、地质构造及岩体 风化程度等。
岩体的工程地质性质
岩体结构分析 结构面 结构体 岩体结构特征
岩体的工程地质特性 整体块状结构岩体的工程地质性质 层状结构岩体的工程地质性质 碎裂结构岩体的工程地质性质 散体结构岩体的工程地质性质
断层的工程地质评价
由于岩层发生强烈的断裂变动，致使岩体裂隙增多、岩 石破碎、风化严重、地下水发育，从而降低了岩石的强度和 稳定性，对工程建筑造成了种种不利的影响。
断层破碎带
选址时尽量避开大的 断层破碎带
在断层发育地带修建隧道，是最不利的一种情况。 由于岩层的整体性遭到破坏，加之地面水或地下水的侵 入，其强度和稳定性都是很差的，容易产生洞顶塌落， 影响施工安全。
Case 1:岩石所具有的片状构造、板状构造、千枚状构造、片麻构造以 及流纹构造等，往往使矿物成分在岩石中的分布极不均匀。一些强度低、 易风化的矿物，多沿一定方向富集，或成条带状分布，或成为局部的聚 集体，从而使岩石的物理力学性质在局部发生很大变化。而岩石受力破 坏和岩石遭受风化，首先都是从岩石的这些缺陷中开始发生的。
但是，如果发生干湿循环，化学溶解或使岩石的结构状 态发生改变，则岩石强度的降低，就转化成不可逆的过 程了。
岩体的工程地质性质
岩体是指某一地点一种或多种岩石中的各种结构面、结 构体（岩石）的总体。
岩体中结构面的发育程度、性质、充填情况以及连通程 度等，对岩体的工程地质特性有很大的影响。岩体稳定 性分析与评价是工程建设中十分重要的问题。
Case 2:不同的矿物成分虽然在岩石中的分布是均匀的，但由于存在着 层理、裂隙和各种成因的孔隙，致使岩石结构的连续性与整体性受到一 定程度的影响，使得岩石的强度和透水性在不同的方向上发生明显的差 异。一般来说，垂直层面的抗压强度大于平行层面的抗压强度，平行层 面的透水性大于垂直层面的透水性。
如果case 1和case 2同时存在，则岩石的强度和稳定性将会明显降低。
❖岩体中存在裂隙，破坏了岩体的整体性，促进岩体风化 速度，增强岩体的透水性，因而使岩体的强度和稳定性降 低。
❖当裂隙主要发育方向与路线走向平行，倾向与边坡一致 时，不论岩体的产状的如何，边坡都容易发生崩塌等不稳 定现象。
❖如果岩体存在裂隙，还会影响爆破作业的效果。
所以，当裂隙可能成为影响工程设计的重要因素时， 应当对裂隙进行深入的调查研究，详细论证裂隙对岩体工 程建筑条件的影响，采取相应措施，以保证建筑物的稳定 和正常使用。
褶皱构造的工程地质评价
翼
轴
部
部
❖一 般 来 说 ， 没 有 特 容易遇到工程地质问题 殊不良的影响。
❖但 对 深 路 堑 、 挖 方 高边坡及隧道工程等， 需具体情况具体分析
褶皱构造翼部的工程地质评价
归结为倾斜岩层的产状与路线或隧道轴线走向的关系问题
（1）一般来说，没有特殊不良的影响
（2）对深地堑、挖方高边坡及隧道工程等，则需具体分析
岩石与岩体的工程地质性质
岩石的工程地质性质
物理性质；力学性质
岩体的工程地质性质
岩体内部裂隙系统的性质及其分 布情况；岩石本身的性质
岩石的工程地质性质
岩石的工程地质性质，包括：
物理性质，力学性质两个主要方 面
影响岩石工程性质的因素：
矿物成分、岩石的结构和构造以 及风化作用等
岩石的工程地质性质
主要物理性质： 重量；孔隙性；吸水性；软化性；
岩体的工程地质性质
岩体结构分析-结构面
结构面的分类 原生结构面 构造结构面 次生结构面 结构面的特征 结构面的规模 结构面的形态 结构面的密集程度 结构面的连通性 结构面的张开度和充填情况
岩体的工程地质性质
岩体结构分析-结构体 结构体的类型 柱状；块状；板状；楔形；菱形 ；锥 形 结构体块度（大小）分类 巨型块体；大型块体；中型块体；小型 块体；碎块体