巖體結(jié)構(gòu),巖土工程地大-教材講義

1、巖體結(jié)構(gòu)及巖體工程地質(zhì)性質(zhì)巖體結(jié)構(gòu)及巖體工程地質(zhì)性質(zhì)一、結(jié)構(gòu)面的成因類型一、結(jié)構(gòu)面的成因類型二、結(jié)構(gòu)面的規(guī)模和等級(jí)二、結(jié)構(gòu)面的規(guī)模和等級(jí)三、結(jié)構(gòu)面的特征及其對(duì)巖體性質(zhì)的影響三、結(jié)構(gòu)面的特征及其對(duì)巖體性質(zhì)的影響四、軟弱結(jié)構(gòu)面四、軟弱結(jié)構(gòu)面五、結(jié)構(gòu)體特征五、結(jié)構(gòu)體特征六、巖體的結(jié)構(gòu)類型劃分六、巖體的結(jié)構(gòu)類型劃分巖體結(jié)構(gòu)的基本概念巖體結(jié)構(gòu)的基本概念巖體的定義：巖體的定義： 巖體是指與工程建設(shè)有關(guān)的、經(jīng)受過變形、遭巖體是指與工程建設(shè)有關(guān)的、經(jīng)受過變形、遭受過破壞、由一定的巖石成分組成、具有一定受過破壞、由一定的巖石成分組成、具有一定的結(jié)構(gòu)、賦存于一定地質(zhì)環(huán)境中的地質(zhì)體。的結(jié)構(gòu)、賦存于一定地質(zhì)環(huán)境中的地

2、質(zhì)體。 谷德振教授谷德振教授19791979年出版的年出版的巖體工程地質(zhì)力學(xué)巖體工程地質(zhì)力學(xué)基礎(chǔ)基礎(chǔ)標(biāo)志著標(biāo)志著“巖體結(jié)構(gòu)控制論巖體結(jié)構(gòu)控制論”的形成，的形成， 孫廣忠教授以巖體結(jié)構(gòu)控制論為基礎(chǔ)開展巖體孫廣忠教授以巖體結(jié)構(gòu)控制論為基礎(chǔ)開展巖體力學(xué)研究工作，創(chuàng)立了力學(xué)研究工作，創(chuàng)立了巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)(1988(1988年年) )。研究巖體結(jié)構(gòu)的意義研究巖體結(jié)構(gòu)的意義 巖體在自然界中經(jīng)受過多次變形和破壞，巖體在自然界中經(jīng)受過多次變形和破壞，要評(píng)價(jià)其在環(huán)境改變或工程條件下產(chǎn)生要評(píng)價(jià)其在環(huán)境改變或工程條件下產(chǎn)生再變形與再破壞的規(guī)律，而地下工程施再變形與再破壞的規(guī)律，而地下工程施工過程基本上是一

3、個(gè)卸載過程，因此，工過程基本上是一個(gè)卸載過程，因此，研究巖體結(jié)構(gòu)對(duì)評(píng)價(jià)模型建立及計(jì)算方研究巖體結(jié)構(gòu)對(duì)評(píng)價(jià)模型建立及計(jì)算方案選擇具有重要意義。案選擇具有重要意義。 具體表現(xiàn)在： 第一，可以使我們充分認(rèn)識(shí)巖體結(jié)構(gòu)對(duì)穩(wěn)定性的控制作用，既要重視對(duì)結(jié)構(gòu)面的研究，又要重視對(duì)其物質(zhì)組成(工程地質(zhì)單元)的研究； 第二，對(duì)判斷工程地質(zhì)作用機(jī)制具有指導(dǎo)意義，不同結(jié)構(gòu)的巖體其變形破壞機(jī)制是不同的，如分析巖體變形時(shí)首先應(yīng)根據(jù)巖體結(jié)構(gòu)特征分析其是材料變形為主，還是以結(jié)構(gòu)變形為主，對(duì)材料變形應(yīng)該選用何種介質(zhì)模型(彈性、彈塑性、粘彈性還是粘彈塑性)，對(duì)結(jié)構(gòu)變形應(yīng)采用什么結(jié)構(gòu)模型。 第三，對(duì)正確地估價(jià)定量計(jì)算結(jié)果具有指導(dǎo)意義

4、，建立計(jì)算模型時(shí)，對(duì)巖體中的結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體性質(zhì)以及巖體中賦存的地質(zhì)環(huán)境均需作一定程度的概化，只有充分認(rèn)識(shí)了巖體的天然特性和由于概化造成的原型與模型之間的異同，才能恰當(dāng)?shù)卦u(píng)價(jià)和應(yīng)用計(jì)算結(jié)果。巖體經(jīng)過建造過程和改造過程的綜合作用巖體經(jīng)過建造過程和改造過程的綜合作用形成了兩種基本單元，即結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體。形成了兩種基本單元，即結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體。 結(jié)構(gòu)面是指巖體內(nèi)開裂的和易開裂的地質(zhì)界面。結(jié)構(gòu)面是指巖體內(nèi)開裂的和易開裂的地質(zhì)界面。被結(jié)構(gòu)面切割成的巖塊稱為結(jié)構(gòu)體。結(jié)構(gòu)面和結(jié)被結(jié)構(gòu)面切割成的巖塊稱為結(jié)構(gòu)體。結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體均是具有一定的地質(zhì)實(shí)體特征的概念術(shù)語，構(gòu)體均是具有一定的地質(zhì)實(shí)體特征的概念術(shù)語，它們與幾何

5、學(xué)上的面和體不完全相同。結(jié)構(gòu)面常它們與幾何學(xué)上的面和體不完全相同。結(jié)構(gòu)面常充填有一定的物質(zhì)、具有一定的厚度，充填有一定的物質(zhì)、具有一定的厚度， 結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體按力學(xué)性能可分為若干類型，不同類型的巖體結(jié)構(gòu)單元在巖體內(nèi)組合、排列的形式即為巖體結(jié)構(gòu)。 巖體結(jié)構(gòu)單元可分為兩類四種，即 巖體結(jié)構(gòu)單元 結(jié)構(gòu)面 堅(jiān)硬結(jié)構(gòu)面(干凈的) 軟弱結(jié)構(gòu)面(夾泥的，夾層) 結(jié)構(gòu)體 塊狀結(jié)構(gòu)體(短軸的) 板狀結(jié)構(gòu)體(長厚比大于15)結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)面 巖體與一般材料的重大差別在于它是結(jié)構(gòu)面縱橫切割、具有一定結(jié)構(gòu)的多裂隙體。巖體內(nèi)的結(jié)構(gòu)面及它控制下形成的巖體結(jié)構(gòu)控制著巖體的變形、破壞機(jī)制及力學(xué)法則。一、結(jié)構(gòu)面的成因類型原生結(jié)構(gòu)面

6、原生結(jié)構(gòu)面構(gòu)造結(jié)構(gòu)面構(gòu)造結(jié)構(gòu)面次生結(jié)構(gòu)面次生結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)面沉積結(jié)構(gòu)面沉積結(jié)構(gòu)面巖漿結(jié)構(gòu)面巖漿結(jié)構(gòu)面變質(zhì)結(jié)構(gòu)面變質(zhì)結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)面（結(jié)構(gòu)面（Structural plane)類型類型1成因類型成因類型地質(zhì)類型地質(zhì)類型原生結(jié)構(gòu)面沉積結(jié)構(gòu)面層面、層理、沉積間斷面（不整合面、假整合面）、原生軟弱夾層火成結(jié)構(gòu)面流層、流線、火山巖流接觸面，蝕變帶、擠壓破碎帶、原生節(jié)理變質(zhì)結(jié)構(gòu)面片理、板理、軟弱夾層加拿大Cororation海灣湖相沉積巖中的交錯(cuò)層理北阿拉斯加Lisburne砂巖層面波痕狀紋理角度不整合面結(jié)構(gòu)面（結(jié)構(gòu)面（Structural plane)類型類型2成因類型成因類型地質(zhì)類型地質(zhì)類型構(gòu)造結(jié)構(gòu)面劈

7、理節(jié)理斷層層間破碎夾層斷層面，斷面上擦痕清晰可見加拿大Ferrtories兩組斷層相互切割關(guān)系 結(jié)構(gòu)面（結(jié)構(gòu)面（Structural plane)類型類型3成因類型成因類型地質(zhì)類型地質(zhì)類型次生結(jié)構(gòu)面卸 荷 裂 隙爆 破 裂 隙風(fēng) 化 裂 隙風(fēng) 化 夾 層泥 化 夾 層 3.3.次生結(jié)構(gòu)面：指巖體生成以后，由于次生結(jié)構(gòu)面：指巖體生成以后，由于次生作用造成的結(jié)構(gòu)面。次生作用造成的結(jié)構(gòu)面。 它包括因應(yīng)力狀態(tài)變化卸荷作用形成的卸荷裂隙；風(fēng)化作用形成的風(fēng)化裂隙、次生風(fēng)化帶；地下水作用造成的泥化夾層、次生夾泥層等。峽谷中的垂直卸荷裂隙亞利桑那克羅拉多峽谷二、結(jié)構(gòu)面的規(guī)模和分級(jí)二、結(jié)構(gòu)面的規(guī)模和分級(jí)結(jié)構(gòu)面分

8、級(jí)及其特征結(jié)構(gòu)面分級(jí)及其特征( (據(jù)孫廣忠，據(jù)孫廣忠，1988)1988)結(jié)構(gòu)面分級(jí)及其特性結(jié)構(gòu)面分級(jí)及其特性1級(jí)級(jí)序序分級(jí)依據(jù)分級(jí)依據(jù)地質(zhì)類型地質(zhì)類型力學(xué)屬力學(xué)屬性性對(duì)巖體穩(wěn)定性影對(duì)巖體穩(wěn)定性影響響I級(jí)延伸數(shù)十公里深度可切穿一個(gè)構(gòu)造層破碎帶寬度在數(shù)米、數(shù)十米以上區(qū)域性深大斷裂或大斷裂屬于軟弱結(jié)構(gòu)面，構(gòu)成獨(dú)立的力學(xué)介質(zhì)單元影響區(qū)域穩(wěn)定性是巖體變形或破壞的控制條件，形成巖體力學(xué)作用邊界。結(jié)構(gòu)面分級(jí)及其特性2級(jí)級(jí)序序分級(jí)依分級(jí)依據(jù)據(jù)地質(zhì)類型地質(zhì)類型力學(xué)屬性力學(xué)屬性對(duì)巖體穩(wěn)定性影對(duì)巖體穩(wěn)定性影響響II級(jí)延伸數(shù)百米至數(shù)公里，破碎帶寬度比較窄，幾厘米至數(shù)米不整合面假整合面原生軟弱夾層層間錯(cuò)動(dòng)帶風(fēng)化夾層屬

9、于軟弱結(jié)構(gòu)面形成塊裂邊界控制山體穩(wěn)定性與I級(jí)結(jié)構(gòu)面可形成大規(guī)模的塊體破壞，即控制巖體變形和破壞方式。結(jié)構(gòu)面分級(jí)及其特性3級(jí)級(jí)序序分級(jí)依據(jù)分級(jí)依據(jù)地質(zhì)類型地質(zhì)類型力學(xué)屬力學(xué)屬性性對(duì)巖體穩(wěn)定性對(duì)巖體穩(wěn)定性影響影響III級(jí)延展十米或數(shù)十米，無破碎帶，面內(nèi)不含泥，有泥膜。在一個(gè)地質(zhì)時(shí)代地層中分布。各種類型的斷層原生軟弱夾層層間錯(cuò)動(dòng)帶等多數(shù)屬于堅(jiān)硬結(jié)構(gòu)面少數(shù)屬軟弱結(jié)構(gòu)面。控制巖體的穩(wěn)定性與I、II級(jí)結(jié)構(gòu)面組合可形成不同規(guī)模的塊體破壞劃分II類巖體結(jié)構(gòu)的重要依據(jù)結(jié)構(gòu)面分級(jí)及其特性4級(jí)級(jí)序序分級(jí)依據(jù)分級(jí)依據(jù)地質(zhì)類型地質(zhì)類型力學(xué)屬力學(xué)屬性性對(duì)巖體穩(wěn)定性影對(duì)巖體穩(wěn)定性影響響IV級(jí)延展數(shù)米，未錯(cuò)動(dòng)，不夾泥，有的呈

10、弱結(jié)合狀態(tài)，統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)面節(jié)理、劈理、片理、層理、卸荷裂隙等。堅(jiān)硬結(jié)構(gòu)面劃分II類巖體結(jié)構(gòu)的基本依據(jù)是巖體力學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)效應(yīng)基礎(chǔ)破壞巖體的完整性，與其他結(jié)構(gòu)面形成不同類型邊坡破壞方式。結(jié)構(gòu)面分級(jí)及其特性5級(jí)級(jí)序序分級(jí)依據(jù)分級(jí)依據(jù)地質(zhì)類型地質(zhì)類型力學(xué)屬力學(xué)屬性性對(duì)巖體穩(wěn)定性對(duì)巖體穩(wěn)定性影響影響V級(jí)連續(xù)性極差、剛性接觸的細(xì)小或隱微裂面，統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)面微小節(jié)理隱微裂隙線理等。硬性結(jié)構(gòu)面分布隨機(jī)，降低巖塊強(qiáng)度，是巖塊力學(xué)性質(zhì)效應(yīng)基礎(chǔ)。若十分密集，又因風(fēng)化，形成松散介質(zhì)。 級(jí) 級(jí)(多數(shù))軟弱結(jié)構(gòu)面 級(jí)硬性結(jié)構(gòu)面三、結(jié)構(gòu)面的特征及其對(duì)巖體性質(zhì)的影響三、結(jié)構(gòu)面的特征及其對(duì)巖體性質(zhì)的影響 巖體因結(jié)構(gòu)面的特征（空間方位

11、、連續(xù)性、密度、形態(tài)、張開度及其組合關(guān)系等）及其力學(xué)效應(yīng)不同，將呈現(xiàn)出完全不同的力學(xué)反應(yīng)。 下面主要就級(jí)結(jié)構(gòu)面進(jìn)行討論。1、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀：、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀：要素：走向、傾向、傾角結(jié)構(gòu)面與主應(yīng)力之間的關(guān)系：控制巖體的破壞機(jī)理與強(qiáng)度。 當(dāng)巖體中存在一組結(jié)構(gòu)面時(shí)，隨破壞方式當(dāng)巖體中存在一組結(jié)構(gòu)面時(shí)，隨破壞方式不同，巖體的極限強(qiáng)度不同，巖體的極限強(qiáng)度 1與結(jié)構(gòu)面傾角與結(jié)構(gòu)面傾角 的的關(guān)系為：關(guān)系為：由上式可知：當(dāng)圍壓 3不變時(shí)，巖體強(qiáng)度（ 1 - 3 ）隨結(jié)構(gòu)面傾角 變化而變化2連續(xù)性連續(xù)性 結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性反映結(jié)構(gòu)面的貫通程度，常用線結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性反映結(jié)構(gòu)面的貫通程度，常用線連續(xù)性系數(shù)、跡長和面連續(xù)性系數(shù)等

12、表示。連續(xù)性系數(shù)、跡長和面連續(xù)性系數(shù)等表示。 結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性對(duì)巖體的變形破壞機(jī)理、強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性對(duì)巖體的變形破壞機(jī)理、強(qiáng)度及滲透性都有很大的影響滲透性都有很大的影響。 線連續(xù)性系數(shù)K1是指沿結(jié)構(gòu)面延伸方向上，結(jié)構(gòu)面各段長度之和與測線長AC的比值，即：K1變化為變化為01。K1值愈大，說明結(jié)構(gòu)面的連值愈大，說明結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性愈好；當(dāng)續(xù)性愈好；當(dāng)K1 1時(shí)，結(jié)構(gòu)面完全貫通。時(shí)，結(jié)構(gòu)面完全貫通。 國際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)(ISRM，1978)主張用結(jié)構(gòu)面跡長（在露頭中對(duì)結(jié)構(gòu)面可追索的長度）來描述和評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性，并制訂了相應(yīng)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)構(gòu)面貫通類型和連續(xù)性結(jié)構(gòu)面貫通類型和連續(xù)性貫通類型貫通類型:

13、非貫通性結(jié)構(gòu)面：較短、不能貫通,巖塊強(qiáng)度降低、變形增大.半貫通性結(jié)構(gòu)面：有一定長度、不能貫通,巖塊強(qiáng)度降低、變形增大貫通性結(jié)構(gòu)面：長度較長、連續(xù)好、貫通整個(gè)巖體、構(gòu)成巖體邊界，它對(duì)巖體有較大的影響，破壞常受這種結(jié)構(gòu)面控制 面連續(xù)性系數(shù)（面切割度）Xe：在巖體中沿結(jié)構(gòu)面延展平面上，結(jié)構(gòu)面各塊面積之和a與該斷面面積A之比 Xe=a/AXe變化在01之間變化；Xe值愈大說明結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性愈好；當(dāng)Xe =1時(shí)，結(jié)構(gòu)面完全貫。當(dāng)Xe =0時(shí)，巖體完整。巖體按切割度Xe的分類表名稱切割度Xe完整的0.10.2弱節(jié)理化0.20.4中等節(jié)理化0.40.6強(qiáng)節(jié)理化0.60.8完全節(jié)理化0.81.0 3密度密度

14、結(jié)構(gòu)面的密度反映結(jié)構(gòu)面發(fā)育的密集程度，結(jié)構(gòu)面的密度反映結(jié)構(gòu)面發(fā)育的密集程度，常用線密度、面密度和間距等指標(biāo)表示。常用線密度、面密度和間距等指標(biāo)表示。裂隙度K ：沿取樣線方向單位長度上的結(jié)構(gòu)面數(shù)量。設(shè)取樣線長度為L,單位m,該長度內(nèi)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)面數(shù)量n，沿取樣線方向結(jié)構(gòu)面平均間距為d，則K=n/L ， d =1/K=L/n線密度Kd：若取樣線垂直結(jié)構(gòu)面，則裂隙度被稱為線密度。間距d：同一組結(jié)構(gòu)面法線方向上結(jié)構(gòu)面平均距離。Kd=1/ d裂隙度K與的線密度Kd關(guān)系：假設(shè)假設(shè)測線OC是水平布置的，且與結(jié)構(gòu)面法線OA在水平面上的投影線OB的夾角為，結(jié)構(gòu)面的傾角為，則體切割度Xv：面切割度Xe與裂隙度K的乘

15、積；表示一組結(jié)構(gòu)面對(duì)巖體的切割程度。Xv K Xe 為了統(tǒng)一描述結(jié)構(gòu)面密度的術(shù)語，ISRM規(guī)定了分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 4張開度與充填膠結(jié)特征張開度與充填膠結(jié)特征1)結(jié)構(gòu)面的張開度結(jié)構(gòu)面的張開度e是指結(jié)構(gòu)面兩壁面間的垂直距離是指結(jié)構(gòu)面兩壁面間的垂直距離(mm)。一般認(rèn)為：。一般認(rèn)為： e1mm為密合的為密合的 e15mm為中等張開的為中等張開的 e5mm為張開的為張開的描描 述述結(jié)構(gòu)面張開度結(jié)構(gòu)面張開度(mm)張開情況張開情況很緊密很緊密緊緊 密密部分張開部分張開10裂開結(jié)構(gòu)面裂開結(jié)構(gòu)面很寬的很寬的極寬的極寬的似洞穴的似洞穴的10100100l 0001000張開結(jié)構(gòu)面張開結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)面按張開度分級(jí)充填薄膜

16、充填：極薄的礦物薄膜（1mm）斷續(xù)充填：充填物不連續(xù)連續(xù)充填：充填物分布連續(xù)，且厚 度大于結(jié)構(gòu)面的起伏差厚層充填：充填物厚度遠(yuǎn)大于結(jié)構(gòu) 面的起伏差2）膠結(jié)）膠結(jié)結(jié)構(gòu)面的膠結(jié)充填物：結(jié)構(gòu)面的膠結(jié)充填物：a.膠結(jié)充填物成分成分對(duì)結(jié)構(gòu)面力學(xué)性質(zhì)的影響：鐵硅質(zhì)膠結(jié)強(qiáng)度高；鈣質(zhì)膠結(jié)強(qiáng)度較差；黏土、泥質(zhì)膠結(jié)強(qiáng)度最差。b.膠結(jié)充填物厚度厚度對(duì)結(jié)構(gòu)面力學(xué)性質(zhì)的影響：薄膜充填：厚度小于1mm、應(yīng)力礦物、強(qiáng)度明顯降低；斷續(xù)充填：厚度小于起伏、強(qiáng)度與充填物和結(jié)構(gòu)面有關(guān)；連續(xù)充填：厚度稍大于起伏、強(qiáng)度取決于充填物。厚層充填：厚度遠(yuǎn)大于起伏、強(qiáng)度取決于充填物、易滑移。5形態(tài) 結(jié)構(gòu)面的形態(tài)，可以從側(cè)壁的起伏形態(tài)側(cè)壁的起伏

17、形態(tài)及其粗糙度粗糙度兩方面進(jìn)行研究。 結(jié)構(gòu)面?zhèn)缺诘钠鸱螒B(tài)可分為平直的、波狀的、鋸齒狀的、臺(tái)階狀的和不規(guī)則狀的幾種。側(cè)壁的起伏程度可用起伏角i表示： 結(jié)構(gòu)面的粗糙度可用粗糙度系數(shù)JRC（joint roughness coefficient）表示。隨粗糙度增大，結(jié)構(gòu)面的摩擦角也增大。 巴頓(Barton，1977)的結(jié)構(gòu)面的粗糙度系數(shù)6結(jié)構(gòu)面的組合關(guān)系 結(jié)構(gòu)面的組合關(guān)系控制著可能滑移巖體的幾何邊界條件、形態(tài)、規(guī)模、滑動(dòng)方向及滑移破壞類型，它是工程巖體穩(wěn)定性預(yù)測與評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)面之間及其與臨空面之間的組合關(guān)系結(jié)構(gòu)面組合關(guān)系的分析，可用赤平投影、立體投影和三角幾何計(jì)算法等進(jìn)行。四、軟弱結(jié)構(gòu)面四、

18、軟弱結(jié)構(gòu)面 軟弱結(jié)構(gòu)面原生軟弱夾層、構(gòu)造及擠壓破碎帶、泥化夾層及其它夾泥層等。 巖體中具有一定厚度的軟弱帶（層），具有高壓縮性和低強(qiáng)度等特征，在產(chǎn)狀上多屬緩傾角結(jié)構(gòu)面?？刂浦鴰r體的變形破壞機(jī)理和穩(wěn)定性。其中，最常見的危害較大的軟弱結(jié)構(gòu)面是泥化夾層。 泥化夾層：含泥質(zhì)的軟弱夾層。它多分布在上下相對(duì)堅(jiān)硬而中間相對(duì)軟弱、剛?cè)嵯嘞虻膸r層組合條件下。在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用下，產(chǎn)生層間錯(cuò)動(dòng)、巖層破碎及結(jié)構(gòu)改組等。泥化夾層的特征 泥質(zhì)散狀結(jié)構(gòu)或泥質(zhì)定向結(jié)構(gòu) 粘粒含量增多 含水量接近或超過塑限,密度變小 膨脹性 力學(xué)強(qiáng)度降低,壓縮性增大 容易產(chǎn)生滲透變形五五. .結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)體1、含義 巖體中被結(jié)構(gòu)面切割圍限的巖石塊體

19、。 巖塊和結(jié)構(gòu)體應(yīng)是兩個(gè)不同的概念。因?yàn)椴煌?jí)別的結(jié)構(gòu)面所切割圍限的巖石塊體（結(jié)構(gòu)體）的規(guī)模是不同的。2、結(jié)構(gòu)體級(jí)序 級(jí)結(jié)構(gòu)體：被軟弱結(jié)構(gòu)面切割成的大型巖塊。 級(jí)結(jié)構(gòu)體：堅(jiān)硬結(jié)構(gòu)面切割成的小型巖塊。 實(shí)際上，級(jí)塊體是由于斷層和層間錯(cuò)動(dòng)帶切割成的結(jié)構(gòu)體，級(jí)結(jié)構(gòu)體是由各種節(jié)理、層理面、劈理面切割成的小型結(jié)構(gòu)體。3、結(jié)構(gòu)體規(guī)模的評(píng)價(jià)：、結(jié)構(gòu)體規(guī)模的評(píng)價(jià)： 取決于結(jié)構(gòu)面的密度，密度愈小，結(jié)構(gòu)體取決于結(jié)構(gòu)面的密度，密度愈小，結(jié)構(gòu)體的規(guī)模愈大，常用單位體積內(nèi)的結(jié)構(gòu)體數(shù)的規(guī)模愈大，常用單位體積內(nèi)的結(jié)構(gòu)體數(shù)（一般指（一般指級(jí)結(jié)構(gòu)體），即級(jí)結(jié)構(gòu)體），即塊度模數(shù)塊度模數(shù)來表來表示，也可用結(jié)構(gòu)體的體積表示。示，也可

20、用結(jié)構(gòu)體的體積表示。結(jié)構(gòu)體塊度 結(jié)構(gòu)體塊度與結(jié)構(gòu)面密度及組數(shù)密切相關(guān)，結(jié)構(gòu)面密度越小，結(jié)構(gòu)體塊度越大，也可以說，在輕微構(gòu)造作用區(qū)節(jié)理密度小形成的結(jié)構(gòu)體塊度大，在劇烈構(gòu)造運(yùn)動(dòng)地區(qū)，結(jié)構(gòu)面密度小，結(jié)構(gòu)體塊度小。 結(jié)構(gòu)體塊度可以用1m3內(nèi)含有的結(jié)構(gòu)體數(shù)表示，亦可用單個(gè)結(jié)構(gòu)體尺寸表示，這對(duì)研究巖體結(jié)構(gòu)的力學(xué)效應(yīng)十分有用。4、結(jié)構(gòu)體的形態(tài)： 常見的形狀有錐形、楔形、柱狀或菱形狀、板狀等；穩(wěn)定性依次減弱結(jié)構(gòu)體形狀(1)(1)板狀結(jié)構(gòu)體板狀結(jié)構(gòu)體(2)(2)柱狀結(jié)構(gòu)體柱狀結(jié)構(gòu)體 (3)(3)六面體狀結(jié)構(gòu)體六面體狀結(jié)構(gòu)體(4)(4)四面體狀結(jié)構(gòu)體四面體狀結(jié)構(gòu)體5、結(jié)構(gòu)體的產(chǎn)狀：、結(jié)構(gòu)體的產(chǎn)狀： 用結(jié)構(gòu)體的長軸

21、方向表示。用結(jié)構(gòu)體的長軸方向表示。 對(duì)工程巖體穩(wěn)定性的影響，需結(jié)合臨空面及工對(duì)工程巖體穩(wěn)定性的影響，需結(jié)合臨空面及工程作用力方向來分析。程作用力方向來分析。 如：平臥的板狀結(jié)構(gòu)體容易產(chǎn)生滑動(dòng)；如：平臥的板狀結(jié)構(gòu)體容易產(chǎn)生滑動(dòng)； 豎直的板狀結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生折斷或傾倒破壞；豎直的板狀結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生折斷或傾倒破壞； 在地下洞室中，楔形結(jié)構(gòu)體的尖端指向在地下洞室中，楔形結(jié)構(gòu)體的尖端指向 臨空方向時(shí)，穩(wěn)定性好于其它指向臨空方向時(shí)，穩(wěn)定性好于其它指向六、巖體結(jié)構(gòu)類型及其特征六、巖體結(jié)構(gòu)類型及其特征 結(jié)構(gòu)面(包括軟弱結(jié)構(gòu)面和堅(jiān)硬結(jié)構(gòu)面)和結(jié)構(gòu)體(主要包括塊狀結(jié)構(gòu)體和板狀結(jié)構(gòu)體)在巖體內(nèi)的排列組合不同便構(gòu)成不同類型的巖

22、體結(jié)構(gòu)。 巖體結(jié)構(gòu)類型劃分的第一個(gè)依據(jù)是結(jié)構(gòu)面類型，將軟弱結(jié)構(gòu)面切割成的巖體結(jié)構(gòu)定為級(jí)結(jié)構(gòu)，堅(jiān)硬結(jié)構(gòu)面切割成的巖體結(jié)構(gòu)定為級(jí)結(jié)構(gòu)；第二個(gè)依據(jù)是結(jié)構(gòu)面切割的程度或結(jié)構(gòu)體類型，例如軟弱結(jié)構(gòu)面切割的級(jí)巖體結(jié)構(gòu)，按級(jí)結(jié)構(gòu)體類型，又可將級(jí)巖體結(jié)構(gòu)劃分為塊裂結(jié)構(gòu)和板裂結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，又可按原生結(jié)構(gòu)劃分為若干亞類。 整體狀結(jié)構(gòu) 塊狀結(jié)構(gòu) 層狀結(jié)構(gòu) 碎裂狀結(jié)構(gòu) 散體狀結(jié)構(gòu)；續(xù)前表 巖體結(jié)構(gòu)類型巖體結(jié)構(gòu)類型1巖巖體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)類類型型巖體地質(zhì)巖體地質(zhì)類型類型主要主要結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體形體形狀狀結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況巖土工程特巖土工程特征征可能發(fā)生的可能發(fā)生的巖上工程問巖上工程問題題整整體體狀狀結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)均質(zhì)，巨均質(zhì)

23、，巨塊狀巖漿塊狀巖漿巖、變質(zhì)巖、變質(zhì)巖巨厚巖巨厚層沉積巖、層沉積巖、正變質(zhì)巖正變質(zhì)巖巨塊巨塊狀狀以原生構(gòu)造節(jié)理以原生構(gòu)造節(jié)理為主多呈閉合為主多呈閉合型，裂隙結(jié)構(gòu)面型，裂隙結(jié)構(gòu)面間距大于間距大于1.5m,1.5m,一一般不超過般不超過l l2 2組無危險(xiǎn)結(jié)構(gòu)組無危險(xiǎn)結(jié)構(gòu)面組成的落石掉面組成的落石掉塊塊整體性強(qiáng)度整體性強(qiáng)度高，巖體穩(wěn)高，巖體穩(wěn)定，可視為定，可視為均質(zhì)彈性各均質(zhì)彈性各向同性體向同性體不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體的局部滑體的局部滑動(dòng)或坍深動(dòng)或坍深埋洞室的巖埋洞室的巖爆爆 巖體結(jié)構(gòu)類型巖體結(jié)構(gòu)類型2巖巖體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)類類型型巖體地質(zhì)巖體地質(zhì)類型類型主要主要結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體形體形狀狀結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況結(jié)構(gòu)面

24、發(fā)育情況巖土工程特征巖土工程特征可能發(fā)生的巖可能發(fā)生的巖上工程問題上工程問題塊塊狀狀結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)厚層狀機(jī)厚層狀機(jī)積巖、正積巖、正變質(zhì)巖、變質(zhì)巖、塊狀巖漿塊狀巖漿巖、變質(zhì)巖、變質(zhì)巖巖塊狀塊狀柱狀柱狀只具有少量貫穿只具有少量貫穿性較好的節(jié)理裂性較好的節(jié)理裂隙裂隙結(jié)構(gòu)面隙裂隙結(jié)構(gòu)面問距問距0.70.71.5m1.5m。一般為。一般為2 23 3組有少量分離組有少量分離體體整體強(qiáng)度較整體強(qiáng)度較高結(jié)構(gòu)面互高結(jié)構(gòu)面互相牽制巖基相牽制巖基本穩(wěn)定，接近本穩(wěn)定，接近彈性各向同性彈性各向同性體體不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體的局部滑動(dòng)或的局部滑動(dòng)或坍塌深埋洞坍塌深埋洞室的巖爆室的巖爆 巖體結(jié)構(gòu)類型巖體結(jié)構(gòu)類型3巖巖體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)類類型型巖體地質(zhì)巖體地質(zhì)類型類型主要主要結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體形體形狀狀結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況巖土工程特巖土工程特征征可能發(fā)生的可能發(fā)生的巖上工程問巖上工程問題題層層狀狀結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)多韻律的多韻律的薄層及薄層及中厚層狀中厚層狀沉積巖、沉積巖、副變質(zhì)巖副變質(zhì)巖層狀層狀板狀板狀透鏡透鏡體體有層理、片理、有層理、片理、節(jié)理帶有層間錯(cuò)節(jié)理帶有層間錯(cuò)動(dòng)面動(dòng)面接近均一的接近均一的各向異性各向異性體其變形體其變形及強(qiáng)度特征及強(qiáng)度特征受層面及巖受層面及巖層組合層組合控可視為控可視為彈塑性彈塑性體穩(wěn)定性體穩(wěn)定性較差較差不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體可能產(chǎn)生體