巖體結(jié)構(gòu)及其完整性課件

第2章

巖體結(jié)構(gòu)及其完整性第2章

巖體結(jié)構(gòu)及其完整性1引言結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)面切割成的結(jié)構(gòu)體巖體巖體結(jié)構(gòu)是研究巖體力學(xué)的基礎(chǔ)巖體結(jié)構(gòu)控制巖體的變形、破壞等力學(xué)效應(yīng)巖體結(jié)構(gòu)分類(lèi)、結(jié)構(gòu)面特征、巖體結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查方法及巖體完整性工程應(yīng)用引言結(jié)構(gòu)面巖體巖體結(jié)構(gòu)是研究巖體力學(xué)的基礎(chǔ)巖體結(jié)構(gòu)控制巖體的22.1巖體結(jié)構(gòu)分類(lèi)2.1.1巖體結(jié)構(gòu)（1）結(jié)構(gòu)面定義：巖體內(nèi)開(kāi)裂的和易開(kāi)裂的地質(zhì)界面，如節(jié)理、層理、劈理、裂隙、斷層等等。結(jié)構(gòu)面的作用與其規(guī)模和形態(tài)有關(guān)。特點(diǎn)：橫向延展表現(xiàn)出面的幾何特性；物質(zhì)分異面或不連續(xù)面；常具有一定厚度，充有一定物質(zhì)（例如：節(jié)理由兩個(gè)面及面間的水或氣組成；斷層及層間錯(cuò)動(dòng)是由上下盤(pán)兩個(gè)面及其間充填的斷層泥和水構(gòu)成的實(shí)體組成）；變形機(jī)理是兩面閉合或滑移；破壞機(jī)理是沿面滑動(dòng)或追蹤開(kāi)裂。2.1巖體結(jié)構(gòu)分類(lèi)2.1.1巖體結(jié)構(gòu)3結(jié)構(gòu)面分級(jí)及其特征級(jí)序分級(jí)依據(jù)力學(xué)效應(yīng)力學(xué)屬性*地質(zhì)構(gòu)造特征I級(jí)延展幾公里至幾十公里以上，貫通巖體，破碎帶寬度達(dá)數(shù)米至數(shù)十米1.形成巖體力學(xué)作用邊界；2.巖體變形和破壞的控制條件;3.構(gòu)成獨(dú)立的力學(xué)介質(zhì)單元1.屬軟弱結(jié)構(gòu)面；2.構(gòu)成獨(dú)立力學(xué)模型——軟弱夾層斷層較大II級(jí)延展數(shù)百米至數(shù)公里，破碎帶寬度比較窄，幾厘米至數(shù)米1.形成塊裂體邊界；2.控制巖體變形和破壞方式；3.構(gòu)成次級(jí)地應(yīng)力場(chǎng)邊界屬于軟弱結(jié)構(gòu)面小斷層，層間錯(cuò)動(dòng)面III級(jí)延展十幾米至幾十米，無(wú)破碎帶，面內(nèi)不夾泥，有的有泥膜1.參與塊裂巖體切割；2.劃分II級(jí)巖體結(jié)構(gòu)類(lèi)型的重要依據(jù)；3.構(gòu)成次級(jí)地應(yīng)力場(chǎng)邊界多數(shù)屬堅(jiān)硬結(jié)構(gòu)面，少數(shù)軟弱結(jié)構(gòu)面不夾泥，大節(jié)理或小斷層開(kāi)裂的層面IV級(jí)延展短，未錯(cuò)動(dòng)，不夾泥，有的呈弱結(jié)合狀態(tài)，統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)面1.劃分II級(jí)巖體結(jié)構(gòu)類(lèi)型的基本依據(jù)；2.確定巖體力學(xué)性質(zhì)，結(jié)構(gòu)效應(yīng)的基礎(chǔ)3.有的為次級(jí)地應(yīng)力場(chǎng)邊界堅(jiān)硬結(jié)構(gòu)面節(jié)理，劈理，層理，次生裂隙V級(jí)結(jié)構(gòu)面小，且連續(xù)性差，統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)面1.巖體內(nèi)形成應(yīng)力集中；2.決定巖體力學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)效應(yīng)的依據(jù)之一堅(jiān)硬結(jié)構(gòu)面不連續(xù)小節(jié)理，隱節(jié)理，層面，片理面*軟弱結(jié)構(gòu)面是指結(jié)構(gòu)面內(nèi)夾有軟弱物質(zhì)的，而無(wú)充填者為堅(jiān)硬結(jié)構(gòu)面規(guī)模：按規(guī)模分有五級(jí)二類(lèi)。結(jié)構(gòu)面分級(jí)及其特征級(jí)序分級(jí)依據(jù)力學(xué)效應(yīng)力學(xué)屬性*地質(zhì)構(gòu)造特征42.1.1巖體結(jié)構(gòu)（2）結(jié)構(gòu)體定義：由結(jié)構(gòu)面切割而成的巖塊，與結(jié)構(gòu)面相互依存。其形狀和尺寸取決于結(jié)構(gòu)面的形態(tài)、組數(shù)、產(chǎn)狀。結(jié)構(gòu)體的典型狀態(tài)：柱狀板狀錐形2.1.1巖體結(jié)構(gòu)（2）結(jié)構(gòu)體柱狀板狀錐形5結(jié)構(gòu)體分類(lèi)：塊狀結(jié)構(gòu)體，包括柱狀、楔錐狀結(jié)構(gòu)體，各向尺寸接近相等，力學(xué)表現(xiàn)以壓碎、滾動(dòng)、滑動(dòng)為主；板狀結(jié)構(gòu)體，板的厚度與延展長(zhǎng)度（或?qū)挾龋┍刃∮?：15，力學(xué)表現(xiàn)主要為彎曲變形和潰折破壞。結(jié)構(gòu)體塊度：可以用1立方米巖體內(nèi)含有的結(jié)構(gòu)體數(shù)表示，也可以用單個(gè)結(jié)構(gòu)體尺寸表示。結(jié)構(gòu)體產(chǎn)狀：以結(jié)構(gòu)體表面上最大結(jié)構(gòu)面的長(zhǎng)軸方向的產(chǎn)狀說(shuō)明。結(jié)構(gòu)體分類(lèi)：62.1.1巖體結(jié)構(gòu)（3）巖體結(jié)構(gòu)組成定義：不同類(lèi)型的巖體結(jié)構(gòu)單元在巖體內(nèi)組合和排列形式（孫廣忠，1988）。結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)體巖體結(jié)構(gòu)單元巖體結(jié)構(gòu)單元組合巖體結(jié)構(gòu)單元排列巖體結(jié)構(gòu)三要素堅(jiān)硬結(jié)構(gòu)面軟弱結(jié)構(gòu)面塊狀結(jié)構(gòu)體板狀結(jié)構(gòu)體2.1.1巖體結(jié)構(gòu)（3）巖體結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)面巖體結(jié)構(gòu)單元巖體72.1.2巖體結(jié)構(gòu)分類(lèi)根據(jù)結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體組合情況，可分為四大類(lèi)七亞類(lèi)巖體結(jié)構(gòu)類(lèi)型I整體、塊狀結(jié)構(gòu)II層狀結(jié)構(gòu)III碎裂結(jié)構(gòu)IV散體結(jié)構(gòu)I1整體結(jié)構(gòu)I2塊狀結(jié)構(gòu)II1層狀結(jié)構(gòu)II2薄層（板）狀結(jié)構(gòu)III1鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)III2層狀碎裂結(jié)構(gòu)III3（夾泥）碎裂結(jié)構(gòu)2.1.2巖體結(jié)構(gòu)分類(lèi)根據(jù)結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體組合情況，可分為四8整體結(jié)構(gòu)巖性：?jiǎn)我磺覙?gòu)造變形輕微的巨厚層沉積巖、變質(zhì)巖和火成巖體；結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況：不發(fā)育，延展性差，組數(shù)一般不超過(guò)2組；結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度：結(jié)構(gòu)面摩擦系數(shù)tanφ≥0.6，結(jié)構(gòu)體間結(jié)合力強(qiáng)；完整性：巖體呈完整或基本完整狀態(tài)，結(jié)構(gòu)面間距dp>1.0m;水的影響：地下水作用不明顯，滲流對(duì)巖體特性影響不大；工程特性：整體結(jié)構(gòu)的巖體，其變形、破壞與工程作用有關(guān)；在深埋或高地應(yīng)力區(qū)的堅(jiān)硬巖層中開(kāi)挖，引起應(yīng)力釋放，可能導(dǎo)致巖爆，而且一般沿裂隙端部產(chǎn)生；較堅(jiān)硬巖層中可能產(chǎn)生微弱的塑性變形。整體結(jié)構(gòu)巖性：?jiǎn)我磺覙?gòu)造變形輕微的巨厚層沉積巖、變質(zhì)巖和火成9塊狀結(jié)構(gòu)巖性：?jiǎn)我换蛴蓮?qiáng)度相近的巖層共同組成的構(gòu)造變形輕微的中厚層沉積巖、變質(zhì)巖和火成巖體；結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況：以IV、V結(jié)構(gòu)面為主，將巖體切割成巖塊集合；結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度：巖塊之間結(jié)合力強(qiáng)，一般tanφ＝0.4～0.6；完整性：結(jié)構(gòu)面間距dp＝0.5～1.0m;水的影響：地下水作用主要表現(xiàn)為使較堅(jiān)硬巖石軟化；工程特性：微小壓縮變形，可能出現(xiàn)剪切滑移；可能出現(xiàn)塊體滑移，穩(wěn)定性分析是要注意結(jié)構(gòu)面的特性及組合，尤其是II、III及結(jié)構(gòu)面的存在；在深埋或地震危險(xiǎn)區(qū)條件下開(kāi)挖，由于隱型微裂隙存在，可能出現(xiàn)巖爆；有一定自穩(wěn)能力，可局部出現(xiàn)不穩(wěn)定塊體，產(chǎn)生超挖。塌方和崩塌現(xiàn)象。塊狀結(jié)構(gòu)巖性：?jiǎn)我换蛴蓮?qiáng)度相近的巖層共同組成的構(gòu)造變形輕微的10層狀結(jié)構(gòu)巖性：?jiǎn)我换虿煌再|(zhì)的巖層互層，有的還有極薄的軟弱夾層；結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況：以III、IV級(jí)結(jié)構(gòu)面（層理、片理、節(jié)理）為主，延展性較好，一般有2～3組結(jié)構(gòu)面，層面居多；結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度：層間結(jié)合力較差，tanφ＝0.3～0.5；水的影響：要注意地下水滲透壓力所引起的問(wèn)題，地下水的軟化、泥化作用明顯；工程特性：巖體變形受巖層組合和結(jié)構(gòu)面控制；在緩傾斜和陡立巖層中，拱頂和邊墻可出現(xiàn)彎曲拗折現(xiàn)象；軟弱面特別是軟弱夾層面的抗剪強(qiáng)度控制巖體的前切滑移破壞；穩(wěn)定性分析是要注意巖層的組合、層面特性及其結(jié)合力、巖層產(chǎn)狀，尤其是軟弱夾層、層間錯(cuò)動(dòng)的存在和II、III及結(jié)構(gòu)面的組合情況。層狀結(jié)構(gòu)巖性：?jiǎn)我换虿煌再|(zhì)的巖層互層，有的還有極薄的軟弱夾11薄層狀結(jié)構(gòu)巖性：巖層組合復(fù)雜；結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況：薄層為主，層理、片理顯著發(fā)育；結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度：多為泥膜、碎屑和泥土充填，tanφ＝0.3左右；完整性：結(jié)構(gòu)面平均間距dp<30cm；水的影響：引起巖層軟化、泥化及結(jié)構(gòu)面失穩(wěn)；工程特性：在壓應(yīng)力作用下表現(xiàn)出壓縮、擠出和膨脹現(xiàn)象；此類(lèi)巖體中的峒室頂板和邊墻易產(chǎn)生拗折；結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度及薄板結(jié)構(gòu)體強(qiáng)度控制巖體的前切滑移破壞。薄層狀結(jié)構(gòu)巖性：巖層組合復(fù)雜；12鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)巖性：?jiǎn)我?，巖質(zhì)堅(jiān)硬；結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況：IV、V級(jí)結(jié)構(gòu)面密度大、組數(shù)多，結(jié)構(gòu)面延展性差；結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度：粗造、閉合、無(wú)充填物（或夾少量碎屑），巖塊棱角明顯，彼此鑲嵌咬合，結(jié)構(gòu)面上tanφ＝0.4～0.6；水的影響：地下水滲透性變化大；工程特性：巖體變形、破壞過(guò)程中，結(jié)構(gòu)體的鑲嵌咬合力起決定作用。鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)巖性：?jiǎn)我?，巖質(zhì)堅(jiān)硬；13層狀碎裂結(jié)構(gòu)巖性：復(fù)雜多變，軟硬相間明顯；結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況：存在一組近似平行的軟弱破碎帶（I、II級(jí)結(jié)構(gòu)面）與完整程度相對(duì)良好的巖層（骨架巖層）相間存在；結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度：結(jié)構(gòu)面上tanφ＝0.2～0.4；水的影響：地下水的軟化、泥化作用明顯；工程特性：軟弱破碎帶往往導(dǎo)致巖體坍塌、滑移。層狀碎裂結(jié)構(gòu)巖性：復(fù)雜多變，軟硬相間明顯；14（夾泥）碎裂結(jié)構(gòu)巖性：復(fù)雜多變，組合不一；結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況：多級(jí)結(jié)構(gòu)面發(fā)育，結(jié)構(gòu)體的大小和形態(tài)均不相同；結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度：被軟弱物質(zhì)充填，結(jié)構(gòu)面上tanφ<0.2；水的影響：地下水作用明顯；工程特性：巖體整體強(qiáng)度很低，塑性大，變形具有明顯的時(shí)間效應(yīng)；此類(lèi)巖體中開(kāi)挖工程，易發(fā)生坍落、滑移、片幫、側(cè)向擠出和底臌等現(xiàn)象。（夾泥）碎裂結(jié)構(gòu)巖性：復(fù)雜多變，組合不一；15散體結(jié)構(gòu)巖性：復(fù)雜，呈松散狀態(tài)；結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況：有的為塊夾泥，有的泥夾塊；結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度：巖體的tanφ<0.2；水的影響：地下水作用強(qiáng)烈，可引起泥化、軟化、崩解、膨脹，甚至化學(xué)反應(yīng)；工程特性：此類(lèi)巖體具有明顯的塑性或流變特征，變形破壞嚴(yán)重，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，應(yīng)予以特別關(guān)注。散體結(jié)構(gòu)巖性：復(fù)雜，呈松散狀態(tài)；162.2結(jié)構(gòu)面的表觀引子：結(jié)構(gòu)面的形態(tài)有閉合度、粗糙度、貫通性等，統(tǒng)稱(chēng)為結(jié)構(gòu)面的表觀性質(zhì)。2.2.1結(jié)構(gòu)面的閉合度、粗糙度、貫通性和結(jié)合性（1）閉合度定義：又稱(chēng)張開(kāi)度，是指結(jié)構(gòu)面兩側(cè)巖壁的垂直分離距離，其空隙由空氣或水充填，它與被充填的結(jié)構(gòu)面厚度是不同的。閉合不連續(xù)面張開(kāi)不連續(xù)面充填不連續(xù)面張開(kāi)度厚度2.2結(jié)構(gòu)面的表觀引子：結(jié)構(gòu)面的形態(tài)有閉合度、粗糙度、貫通17閉合度對(duì)巖體影響：閉合度的大小對(duì)結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)面和巖體的滲透性有很大影響。分級(jí)：為便于野外定性鑒別，凡閉合度大于3mm的認(rèn)為是張開(kāi)的，小于0.1mm已不易肉眼判別，因此將閉合度分為三檔：閉合度張開(kāi)寬度（mm）閉合<1.0微張開(kāi)1.0～3.0張開(kāi)>3.0現(xiàn)場(chǎng)鑒別時(shí)，應(yīng)注意描述縫隙兩側(cè)巖壁的性質(zhì)的變化，有無(wú)充填物，膠結(jié)狀況及賦水狀況。閉合度對(duì)巖體影響：閉合度的大小對(duì)結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)面和巖體18粗糙度定義：結(jié)構(gòu)面相對(duì)于平均面的固有表面不平整度和波紋度，也稱(chēng)起伏差。對(duì)巖體的影響：結(jié)構(gòu)面的粗造度是決定結(jié)構(gòu)面結(jié)合好壞及其力學(xué)性質(zhì)的重要因素。分類(lèi)：中等規(guī)模（幾米）結(jié)構(gòu)面的粗造度按形態(tài)分有三種：臺(tái)階形、波浪形和平面形。每種按程度分為三級(jí)：粗糙的、平坦的和光滑的。形成九類(lèi)。不同粗糙度結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度存在如下關(guān)系：同種形態(tài)的粗糙程度打者強(qiáng)度高如：I>II>III，IV>V>VI，VII>VIII>IX相同粗糙程度的強(qiáng)度由臺(tái)階形到平坦形到平面形依次降低如：I>IV>VII，II>V>VIII，III>IX，VI>IX。但不能理解我由I到IX依次遞減。粗糙度定義：結(jié)構(gòu)面相對(duì)于平均面的固有表面不平整度和波紋度，也19粗糙度分類(lèi)I粗糙臺(tái)階形II平坦臺(tái)階形III表面光滑臺(tái)階形IV粗糙波浪形V平坦VI表面光滑VII粗糙平面形VIII平坦IX表面光滑臺(tái)階形的波浪形的平面形的粗糙的平坦的表面光滑的粗糙的平坦的表面光滑的粗糙的平坦的表面光滑的粗糙度分類(lèi)I粗糙臺(tái)階形臺(tái)階形的波浪形的平面形的20粗糙度測(cè)定方法：①選擇典型的結(jié)構(gòu)面或可能發(fā)生剪切破壞面，根據(jù)每個(gè)平面的尺寸和滑動(dòng)方向確定測(cè)試方向X；②將長(zhǎng)鋼尺沿X方向放在結(jié)構(gòu)面上，選定測(cè)量間隔ΔX（一般取5cm）③將每個(gè)測(cè)量間隔初作為測(cè)點(diǎn)（如遇小臺(tái)階就以突變處為測(cè)點(diǎn)），用深度游標(biāo)卡尺測(cè)量直尺到結(jié)構(gòu)面表面的垂直距離Yi，則結(jié)構(gòu)面的粗糙度就用Y表示XYΔxΔxyi粗糙度測(cè)定方法：XYΔxΔxyi21貫通性定義：是指結(jié)構(gòu)面在某一方向延伸并對(duì)工程所在地段巖體有影響的長(zhǎng)度，即貫穿工程部位的程度。一般通過(guò)觀測(cè)露頭上結(jié)構(gòu)面的跡線長(zhǎng)度來(lái)度量（與區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中對(duì)結(jié)構(gòu)面規(guī)模的劃分不同）。分類(lèi)：從工程應(yīng)用角度出發(fā)，分為全貫通、半貫通和微貫通。

對(duì)巖體的影響：隨貫通程度不同而異。全貫通結(jié)構(gòu)面多為規(guī)模較大的構(gòu)造斷裂或軟弱層面，對(duì)工程巖體變形、破壞類(lèi)型和規(guī)模起控制作用；微貫通結(jié)構(gòu)面使巖體強(qiáng)度降低，變形加大，相對(duì)來(lái)說(shuō)對(duì)工程巖體影響小。貫通性結(jié)構(gòu)面穿越巖體工程地段的程度代表性結(jié)構(gòu)面全貫通貫穿整個(gè)巖體工程地段構(gòu)造斷裂、軟弱層面、構(gòu)造節(jié)理、小斷層半貫通貫穿巖體工程地段1/3～2/3構(gòu)造節(jié)理、小斷層微貫通貫穿巖體工程地段<1/3節(jié)理裂隙貫通性定義：是指結(jié)構(gòu)面在某一方向延伸并對(duì)工程所在地段巖體有影22結(jié)合性定義：是巖體結(jié)構(gòu)面形態(tài)、堅(jiān)固程度的綜合表現(xiàn)，取決于結(jié)構(gòu)面的閉合度、粗糙度、貫通性、充填物的性質(zhì)和厚度等因素。分類(lèi)：若結(jié)構(gòu)面閉合、干凈且無(wú)充填物，結(jié)構(gòu)面粗糙，結(jié)構(gòu)體之間剛性接觸，則結(jié)合性好，結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度高；相反，結(jié)構(gòu)面貫通性好且多為張開(kāi)的，結(jié)構(gòu)面中為巖屑、巖粉、泥質(zhì)物所充填，則結(jié)構(gòu)面結(jié)合性差，抗剪強(qiáng)度低。影響因素：結(jié)構(gòu)面充填物成分和膠結(jié)性的影響顯著。例：某壩址的細(xì)砂巖中結(jié)構(gòu)面為硅質(zhì)膠結(jié)時(shí)，濕抗壓強(qiáng)度為152.8MPa；為鈣質(zhì)膠結(jié)時(shí)，降至65.5MPa；為泥質(zhì)膠結(jié)時(shí)，僅為38.8MPa。結(jié)合性定義：是巖體結(jié)構(gòu)面形態(tài)、堅(jiān)固程度的綜合表現(xiàn)，取決于結(jié)構(gòu)232.2.2結(jié)構(gòu)面的分布特性結(jié)構(gòu)面的非確定性：同一級(jí)別的結(jié)構(gòu)面，其空間分布特征如產(chǎn)狀、形態(tài)、規(guī)模、密度和張開(kāi)度等，表現(xiàn)出隨機(jī)性。研究方法：認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)面參數(shù)分布性，探討用概率法描述和建立數(shù)學(xué)模型。（1）結(jié)構(gòu)面間距分布特征結(jié)構(gòu)面間距：是指相鄰結(jié)構(gòu)面間的垂直距離，以同組結(jié)構(gòu)面的平均間距表示。分布特征：不是一個(gè)確定值，服從某種統(tǒng)計(jì)規(guī)律。例：武鋼程潮鐵礦-220m水平50多條進(jìn)路的礦巖結(jié)構(gòu)面調(diào)查，得其概率密度分布函數(shù)為x——結(jié)構(gòu)面間距；λs——結(jié)構(gòu)面平均密度。2.2.2結(jié)構(gòu)面的分布特性結(jié)構(gòu)面的非確定性：同一級(jí)別的結(jié)構(gòu)242.2.2結(jié)構(gòu)面的分布特性（2）結(jié)構(gòu)面間距分布特征結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀：走向、傾向、傾角。隨機(jī)性顯著。例：潘別桐、井蘭如對(duì)某地結(jié)晶巖體中北西構(gòu)造區(qū)V級(jí)結(jié)構(gòu)面得產(chǎn)狀分布直方圖和密度分布函數(shù)曲線。0.200.160.120.080.040260280300320340360f(θ)走向θ0.320.280.240.200.160.120.080.0400204060f(a)傾向a0.20.10180200220240260f(β)傾角βn=68β=221σβ=4.46n=119θ=314.5σθ=4.51n=118a=24.74σa=3.442.2.2結(jié)構(gòu)面的分布特性（2）結(jié)構(gòu)面間距分布特征0.20252.2.2結(jié)構(gòu)面的分布特性（3）結(jié)構(gòu)面跡長(zhǎng)分布特征結(jié)構(gòu)面間距：是指結(jié)構(gòu)面與露頭的交線長(zhǎng)度，在一定程度上表征結(jié)構(gòu)面規(guī)模。統(tǒng)計(jì)方法：測(cè)線測(cè)量法和統(tǒng)計(jì)窗法。例：武鋼程潮鐵礦-220m水平1#至10#采場(chǎng)的結(jié)構(gòu)面跡長(zhǎng)分布特征為負(fù)指數(shù)分布。2.2.2結(jié)構(gòu)面的分布特性（3）結(jié)構(gòu)面跡長(zhǎng)分布特征262.3巖體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查法2.2.1調(diào)查種類(lèi)和內(nèi)容調(diào)查種類(lèi)定性的：巖體結(jié)構(gòu)的定性描述是工程巖體穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)。定量的：測(cè)取定量數(shù)據(jù)往往是為了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)特征。調(diào)查內(nèi)容：巖石種類(lèi)、層位關(guān)系、巖石的風(fēng)化程度；結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、組數(shù)、間距、粗糙度、閉合度、貫通性及結(jié)構(gòu)面類(lèi)型等；結(jié)構(gòu)面充填物、膠結(jié)物的性質(zhì)和成分、充填物厚度；區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的層次；主要軟弱結(jié)構(gòu)面與地下巖石工程軸線的關(guān)系；調(diào)查地點(diǎn)的地下水賦存情況、水量、水壓等等。注意事項(xiàng)：調(diào)查計(jì)劃、測(cè)點(diǎn)布置，數(shù)據(jù)處理。2.3巖體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查法2.2.1調(diào)查種類(lèi)和內(nèi)容272.3.2結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀的測(cè)取常用方法：地質(zhì)羅盤(pán)和經(jīng)緯儀。前者在測(cè)傾角時(shí)，要使測(cè)試方向與走向垂直，后者用于有磁場(chǎng)的場(chǎng)合，如磁鐵礦。經(jīng)緯儀測(cè)量法儀器和工具：經(jīng)緯儀、刻度盤(pán)、照明燈具。刻度盤(pán)由羅盤(pán)改成，用剛度較大的指針代替磁針并在指針端部和刻盤(pán)中心焊8cm豎直鐵絲。測(cè)量原理：①A點(diǎn)放置經(jīng)緯儀，B點(diǎn)放置刻度盤(pán)；②經(jīng)緯儀調(diào)平，使零度方向與巷道中心線重合；③將經(jīng)緯儀對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)面J，打開(kāi)刻度盤(pán)，小鏡一面緊貼結(jié)構(gòu)面上，刻度盤(pán)0-180度線（OB線）垂直于走向；④調(diào)平刻度盤(pán)并移動(dòng)指針，使中心鐵絲和經(jīng)緯儀中的十字豎線重合，此時(shí)指針讀數(shù)為羅盤(pán)角α，經(jīng)緯儀讀數(shù)為β（經(jīng)緯角）；⑤β－α就是結(jié)構(gòu)面相對(duì)于巷道中心線傾向線方向。利用經(jīng)緯儀事先測(cè)的巷道中心線方向，即可求取結(jié)構(gòu)面的真正傾向。2.3.2結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀的測(cè)取常用方法：地質(zhì)羅盤(pán)和經(jīng)緯儀。前者28經(jīng)緯儀測(cè)量法結(jié)果分析：走向：不論結(jié)構(gòu)面和經(jīng)緯儀處于什么位置，走向γ可由下式獲得：α——羅盤(pán)角；β——經(jīng)緯角。傾向：（β－α），與走向垂直，需參考巷道軸線方位及結(jié)構(gòu)面傾向的關(guān)系確定。例：β＝300，α＝160，巷道軸線方向NS，結(jié)構(gòu)面傾向大致NW，求傾向和走向。解：根據(jù)傾向處在NW，則傾角為走向?yàn)?，即N50E。經(jīng)緯儀測(cè)量法結(jié)果分析：292.3.3結(jié)構(gòu)面調(diào)查結(jié)果應(yīng)用（1）確定優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面：同在巖體中有多組結(jié)構(gòu)面情況下，只有以組（或二組）主要結(jié)構(gòu)面才對(duì)巖體的力學(xué)效應(yīng)起作用。確定方法：赤平投影法，作結(jié)構(gòu)面極射投影，繪制等密度圖，尋找優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面。例：武鋼程潮鐵礦-220m9#采區(qū)可以看出優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面有四組：其中2和4組結(jié)構(gòu)面傾角陡且與進(jìn)路軸線夾角小于30度，影響較大。優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面走向傾向傾角走向與進(jìn)路軸線夾角1234NW77SW28SE135NE17NESESWNW22607470132845172.3.3結(jié)構(gòu)面調(diào)查結(jié)果應(yīng)用（1）確定優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面302.3.3結(jié)構(gòu)面調(diào)查結(jié)果應(yīng)用（2）估算巖石的RQD指標(biāo)RQD指標(biāo)：長(zhǎng)度在10cm（含10cm）以上的巖芯累計(jì)長(zhǎng)度占鉆孔總長(zhǎng)的百分比，稱(chēng)為巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD，反映巖體完整程度的指標(biāo)。估算方法：Priest和Huston（1976），節(jié)理密度λs與RQD間的關(guān)系：當(dāng)λs＝6～16條/m時(shí)，有（3）工程巖體分級(jí)的基礎(chǔ)已有的巖體分級(jí)方法和工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，都依賴(lài)于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果可用于：認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)體形態(tài)、結(jié)構(gòu)面類(lèi)型、成因、展布規(guī)律以及它們與巖石工程的關(guān)系2.3.3結(jié)構(gòu)面調(diào)查結(jié)果應(yīng)用（2）估算巖石的RQD指標(biāo)312.3.3結(jié)構(gòu)面調(diào)查結(jié)果應(yīng)用（4）建立結(jié)構(gòu)面空間分布模型結(jié)構(gòu)面空間分布：客觀上是隨機(jī)的，露頭調(diào)查是有限的。蒙特卡洛模擬法：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的結(jié)構(gòu)面幾何參數(shù)分布函數(shù)，建立概率模型的隨機(jī)函數(shù)，然后通過(guò)抽樣計(jì)算出參數(shù)的統(tǒng)計(jì)特性，并給出近似值。例：潘別桐、井蘭如對(duì)墩子石地區(qū)花崗巖閃長(zhǎng)石結(jié)構(gòu)面進(jìn)行了模擬。模擬結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)圖1:579實(shí)測(cè)結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)圖1:10002.3.3結(jié)構(gòu)面調(diào)查結(jié)果應(yīng)用（4）建立結(jié)構(gòu)面空間分布模型模322.3.3結(jié)構(gòu)面調(diào)查結(jié)果應(yīng)用（5）表示巖體結(jié)構(gòu)的各向異性測(cè)線上某一組結(jié)構(gòu)面密度λsi的計(jì)算：θ＝α－α1；α1－結(jié)構(gòu)面法線與正北夾角；

α－測(cè)線方向與正北夾角；λi－結(jié)構(gòu)面在法線方向上密度。2.3.3結(jié)構(gòu)面調(diào)查結(jié)果應(yīng)用（5）表示巖體結(jié)構(gòu)的各向異性33表示巖體結(jié)構(gòu)的各向異性當(dāng)有幾組結(jié)構(gòu)面時(shí)，沿某一方向的結(jié)構(gòu)面密度λs為θi－第i組結(jié)構(gòu)面法線與待求密度測(cè)線間夾角。因此，結(jié)構(gòu)面密度隨測(cè)線方向變化。研究表明，在二維情況下，必存在一個(gè)最大密度方向和一個(gè)最小密度方向，則結(jié)構(gòu)面引起的各向異性可由此合理確定工程中錨桿布置和排水孔方位。例：巷道工程沿方向λmax布置時(shí)，錨桿間距應(yīng)比工程沿λmin方向布置時(shí)適當(dāng)減小。表示巖體結(jié)構(gòu)的各向異性當(dāng)有幾組結(jié)構(gòu)面時(shí)，沿某一方向的結(jié)構(gòu)面密342.4巖體的完整性巖體完整性：巖體結(jié)構(gòu)的綜合反映，取決于結(jié)構(gòu)面切割程度、結(jié)構(gòu)體大小以及塊體間結(jié)合狀態(tài)等因素，是巖體工程中采用的概括性指標(biāo)。評(píng)價(jià)方法：定性和定量。2.4.1巖體完整性的定量指標(biāo)常用定量指標(biāo)完整性系數(shù)Kv；巖體體積節(jié)理系數(shù)Jv；巖體質(zhì)量指標(biāo)RQD；節(jié)理平均間距dp；巖塊尺寸指標(biāo)BSD；巖體與巖塊靜動(dòng)彈模比等。從不同測(cè)面、不同程度上反映巖體完整性。2.4巖體的完整性巖體完整性：巖體結(jié)構(gòu)的綜合反映，取決于結(jié)352.4.1巖體完整性的定量指標(biāo)（1）完整性系數(shù)巖體中聲波波速Vpm：與巖石成分、結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度、結(jié)構(gòu)面性狀、充填物性質(zhì)、含水狀態(tài)等因素有關(guān)。巖石中聲波波速Vpr：反映近似完整巖石的物理性質(zhì)。通常，Vpr>Vpm，因此對(duì)同種巖石有下列關(guān)系Kv－完整性系數(shù)，又稱(chēng)龜裂系數(shù)。測(cè)試方法：?jiǎn)慰追ɑ螂p孔法。在孔中置入聲波發(fā)射（接受）探頭，由聲波儀讀數(shù)。2.4.1巖體完整性的定量指標(biāo)（1）完整性系數(shù)362.4.1巖體完整性的定量指標(biāo)（2）巖體體積節(jié)理數(shù)巖體體積節(jié)理數(shù)Jv：?jiǎn)挝粠r體內(nèi)所含的節(jié)理（結(jié)構(gòu)面）條數(shù)。測(cè)量方法：在巖體露頭上設(shè)測(cè)線統(tǒng)計(jì)不同組結(jié)構(gòu)面數(shù)目。測(cè)線5～10m。注意事項(xiàng)：除成組結(jié)構(gòu)面外，對(duì)延伸長(zhǎng)度>1m的分散節(jié)理也要統(tǒng)計(jì)，但對(duì)已為硅質(zhì)、鐵質(zhì)、鈣質(zhì)充填再膠結(jié)的結(jié)構(gòu)面不統(tǒng)計(jì)。應(yīng)用：國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)建議可根據(jù)Jv的大小描述巖塊2.4.1巖體完整性的定量指標(biāo)（2）巖體體積節(jié)理數(shù)372.4.1巖體完整性的定量指標(biāo)（3）巖體質(zhì)量指標(biāo)巖體質(zhì)量指標(biāo)RQD：是巖體結(jié)構(gòu)面密度、結(jié)構(gòu)面蝕變程度和充填物性質(zhì)的綜合指標(biāo)。國(guó)外使用較多，美國(guó)人迪爾（D.U.Deere）的定義Lp－≥10cm的巖芯累計(jì)長(zhǎng)度；L－鉆孔總長(zhǎng)。測(cè)量方法：采用小口徑的鉆頭（直徑17/8英寸的金剛石鉆頭），雙層巖芯管鉆進(jìn)。注意事項(xiàng)：考慮我國(guó)鉆具現(xiàn)狀，測(cè)定時(shí)要用修正的金剛石鉆頭（直徑54.1cm）鉆取長(zhǎng)度大于10cm巖芯。2.4.1巖體完整性的定量指標(biāo)（3）巖體質(zhì)量指標(biāo)382.4.1巖體完整性的定量指標(biāo)（4）塊體尺寸指標(biāo)塊體質(zhì)量指標(biāo)BSD：我國(guó)能源部成都勘測(cè)設(shè)計(jì)院對(duì)巖塊塊度三維空間的測(cè)量統(tǒng)計(jì)分析，提出了用塊體尺寸指標(biāo)BSD表示塊度l1，l2，l3－≥10cm的巖塊長(zhǎng)度；L1，L2，L3－測(cè)線長(zhǎng)度。測(cè)量方法：與巖體體積節(jié)理數(shù)Jv相似。BSD是無(wú)量綱的，目前使用較少。2.4.1巖體完整性的定量指標(biāo)（4）塊體尺寸指標(biāo)392.4.2巖體完整性指標(biāo)間的相關(guān)性挪威帕爾姆斯特拉姆（A.Palmstrpom，1975）通過(guò)對(duì)非粘性巖體的RQD與Jv關(guān)系的研究，給出了關(guān)系曲線和經(jīng)驗(yàn)公式我國(guó)能源部成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院的研究成果得出BSD與Jv、Kv及dp均有較好相關(guān)性這些相關(guān)性為工程應(yīng)用時(shí)選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)、實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)巖體完整性的一致性和可比性打下基礎(chǔ)。2.4.2巖體完整性指標(biāo)間的相關(guān)性挪威帕爾姆斯特拉姆（A.402.4.2巖體完整性指標(biāo)間的相關(guān)性我國(guó)鐵道部科研院西南所對(duì)10多座隧道的巖體Kv與Jv的統(tǒng)計(jì)分析，得到的曲線和回歸公式進(jìn)一步區(qū)間分析：2.4.2巖體完整性指標(biāo)間的相關(guān)性我國(guó)鐵道部科研院西南所對(duì)412.4軟弱結(jié)構(gòu)面性質(zhì)軟弱結(jié)構(gòu)面：是指巖體中的斷層、層間錯(cuò)動(dòng)面軟夾層等地質(zhì)界面。特點(diǎn)：延展性長(zhǎng)，質(zhì)地松軟（或破碎）。2.4.1斷層的一般特征地質(zhì)力學(xué)觀點(diǎn)分類(lèi)（李四光）壓性斷層、張性斷層、扭性斷層、壓扭性斷層、張扭性斷層；相關(guān)概念斷層規(guī)模和性質(zhì)：斷層帶寬度、斷距以及斷層中充填物。斷層帶：由斷層破碎帶和斷層影響帶組成。斷層破碎帶：破碎帶中粗碎巖屑稱(chēng)為斷層角礫，細(xì)粒部分為糜棱巖，風(fēng)化后為斷層泥。破碎帶寬度大小及變化與斷層成因類(lèi)型、地應(yīng)力條件及巖性密切相關(guān)。2.4軟弱結(jié)構(gòu)面性質(zhì)軟弱結(jié)構(gòu)面：是指巖體中的斷層、層間錯(cuò)動(dòng)422.4.1斷層的一般特征斷層影響帶：是指靠近斷層破碎帶上、下盤(pán)巖體中的一部分，在斷層錯(cuò)動(dòng)作用下，產(chǎn)生節(jié)理發(fā)育的壓碎帶，其厚度可由幾十厘米到幾十米。斷層影響帶寬度與巖性關(guān)系極大。在堅(jiān)硬巖體中較寬，灰?guī)r、頁(yè)巖、板巖、大理巖等軟巖體中則較窄；也與力學(xué)成因有關(guān)，扭性斷層寬度小，壓性斷層最寬。斷層帶空間分布特征：一般斷層面彎曲起伏；斷層帶厚度變化與力學(xué)成因有關(guān)。壓性：透鏡體或扁豆?fàn)?，厚薄變化大扭性：厚度變化小，多呈舒展?jié)u變張性：厚度多變，甚至出現(xiàn)尖滅。2.4.1斷層的一般特征斷層影響帶：是指靠近斷層破碎帶上、下432.4.2軟夾層的性質(zhì)軟夾層：是指存在于相對(duì)堅(jiān)硬巖層中的強(qiáng)度很低的薄層。特點(diǎn)：厚度薄，產(chǎn)狀與上下巖層基本一致。分類(lèi)（依成因）：原生軟夾層（粘土夾層、頁(yè)巖夾層、泥灰?guī)r夾層）次生軟夾層（泥化夾層）（1）軟夾層工程地質(zhì)劃分（根據(jù)巖性）軟巖夾層：粘土巖、泥灰?guī)r、薄層煤、石膏層等，φ＝22～31，變形模量<2.0*103MPa；破碎夾層：夾層為碎屑和巖塊，粒徑大于2mm，φ＝24～30，變形模量<（0.2～1.0）*103MPa；由粗、細(xì)碎屑組成的，φ＝17～42，變形模量<（0.05～0.2）*103MPa；泥化夾層：高嶺土、伊利石、蒙托石，性質(zhì)變化大，易受水影響，塑性和流變性明顯，φ＝8.5～17，變形模量0.05*103MPa；2.4.2軟夾層的性質(zhì)軟夾層：是指存在于相對(duì)堅(jiān)硬巖層中的強(qiáng)442.4.2軟夾層的性質(zhì)（2）軟夾層力學(xué)性質(zhì)取決于夾層的物質(zhì)成分、夾層厚度及夾層面的起伏差等。夾層物質(zhì)成分：隨粘土含量增加，抗剪強(qiáng)度降低；隨碎屑成分增加和顆粒增大，強(qiáng)度增加。夾層厚度：隨厚度增加，強(qiáng)度迅速降低，但有限度。2.4.2軟夾層的性質(zhì)（2）軟夾層力學(xué)性質(zhì)452.4.2軟夾層的性質(zhì)夾層面起伏差：夾層厚度小于層面起伏差，夾層強(qiáng)度愈高；反之，夾層厚度大于起伏差，強(qiáng)度降低。此外，夾層力學(xué)性質(zhì)還要受夾層結(jié)構(gòu)特征（如軟硬互層）和地下水的影響。2.4.2軟夾層的性質(zhì)夾層面起伏差：夾層厚度小于層面起伏差46第2章

巖體結(jié)構(gòu)及其完整性第2章

巖體結(jié)構(gòu)及其完整性47引言結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)面切割成的結(jié)構(gòu)體巖體巖體結(jié)構(gòu)是研究巖體力學(xué)的基礎(chǔ)巖體結(jié)構(gòu)控制巖體的變形、破壞等力學(xué)效應(yīng)巖體結(jié)構(gòu)分類(lèi)、結(jié)構(gòu)面特征、巖體結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查方法及巖體完整性工程應(yīng)用引言結(jié)構(gòu)面巖體巖體結(jié)構(gòu)是研究巖體力學(xué)的基礎(chǔ)巖體結(jié)構(gòu)控制巖體的482.1巖體結(jié)構(gòu)分類(lèi)2.1.1巖體結(jié)構(gòu)（1）結(jié)構(gòu)面定義：巖體內(nèi)開(kāi)裂的和易開(kāi)裂的地質(zhì)界面，如節(jié)理、層理、劈理、裂隙、斷層等等。結(jié)構(gòu)面的作用與其規(guī)模和形態(tài)有關(guān)。特點(diǎn)：橫向延展表現(xiàn)出面的幾何特性；物質(zhì)分異面或不連續(xù)面；常具有一定厚度，充有一定物質(zhì)（例如：節(jié)理由兩個(gè)面及面間的水或氣組成；斷層及層間錯(cuò)動(dòng)是由上下盤(pán)兩個(gè)面及其間充填的斷層泥和水構(gòu)成的實(shí)體組成）；變形機(jī)理是兩面閉合或滑移；破壞機(jī)理是沿面滑動(dòng)或追蹤開(kāi)裂。2.1巖體結(jié)構(gòu)分類(lèi)2.1.1巖體結(jié)構(gòu)49結(jié)構(gòu)面分級(jí)及其特征級(jí)序分級(jí)依據(jù)力學(xué)效應(yīng)力學(xué)屬性*地質(zhì)構(gòu)造特征I級(jí)延展幾公里至幾十公里以上，貫通巖體，破碎帶寬度達(dá)數(shù)米至數(shù)十米1.形成巖體力學(xué)作用邊界；2.巖體變形和破壞的控制條件;3.構(gòu)成獨(dú)立的力學(xué)介質(zhì)單元1.屬軟弱結(jié)構(gòu)面；2.構(gòu)成獨(dú)立力學(xué)模型——軟弱夾層斷層較大II級(jí)延展數(shù)百米至數(shù)公里，破碎帶寬度比較窄，幾厘米至數(shù)米1.形成塊裂體邊界；2.控制巖體變形和破壞方式；3.構(gòu)成次級(jí)地應(yīng)力場(chǎng)邊界屬于軟弱結(jié)構(gòu)面小斷層，層間錯(cuò)動(dòng)面III級(jí)延展十幾米至幾十米，無(wú)破碎帶，面內(nèi)不夾泥，有的有泥膜1.參與塊裂巖體切割；2.劃分II級(jí)巖體結(jié)構(gòu)類(lèi)型的重要依據(jù)；3.構(gòu)成次級(jí)地應(yīng)力場(chǎng)邊界多數(shù)屬堅(jiān)硬結(jié)構(gòu)面，少數(shù)軟弱結(jié)構(gòu)面不夾泥，大節(jié)理或小斷層開(kāi)裂的層面IV級(jí)延展短，未錯(cuò)動(dòng)，不夾泥，有的呈弱結(jié)合狀態(tài)，統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)面1.劃分II級(jí)巖體結(jié)構(gòu)類(lèi)型的基本依據(jù)；2.確定巖體力學(xué)性質(zhì)，結(jié)構(gòu)效應(yīng)的基礎(chǔ)3.有的為次級(jí)地應(yīng)力場(chǎng)邊界堅(jiān)硬結(jié)構(gòu)面節(jié)理，劈理，層理，次生裂隙V級(jí)結(jié)構(gòu)面小，且連續(xù)性差，統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)面1.巖體內(nèi)形成應(yīng)力集中；2.決定巖體力學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)效應(yīng)的依據(jù)之一堅(jiān)硬結(jié)構(gòu)面不連續(xù)小節(jié)理，隱節(jié)理，層面，片理面*軟弱結(jié)構(gòu)面是指結(jié)構(gòu)面內(nèi)夾有軟弱物質(zhì)的，而無(wú)充填者為堅(jiān)硬結(jié)構(gòu)面規(guī)模：按規(guī)模分有五級(jí)二類(lèi)。結(jié)構(gòu)面分級(jí)及其特征級(jí)序分級(jí)依據(jù)力學(xué)效應(yīng)力學(xué)屬性*地質(zhì)構(gòu)造特征502.1.1巖體結(jié)構(gòu)（2）結(jié)構(gòu)體定義：由結(jié)構(gòu)面切割而成的巖塊，與結(jié)構(gòu)面相互依存。其形狀和尺寸取決于結(jié)構(gòu)面的形態(tài)、組數(shù)、產(chǎn)狀。結(jié)構(gòu)體的典型狀態(tài)：柱狀板狀錐形2.1.1巖體結(jié)構(gòu)（2）結(jié)構(gòu)體柱狀板狀錐形51結(jié)構(gòu)體分類(lèi)：塊狀結(jié)構(gòu)體，包括柱狀、楔錐狀結(jié)構(gòu)體，各向尺寸接近相等，力學(xué)表現(xiàn)以壓碎、滾動(dòng)、滑動(dòng)為主；板狀結(jié)構(gòu)體，板的厚度與延展長(zhǎng)度（或?qū)挾龋┍刃∮?：15，力學(xué)表現(xiàn)主要為彎曲變形和潰折破壞。結(jié)構(gòu)體塊度：可以用1立方米巖體內(nèi)含有的結(jié)構(gòu)體數(shù)表示，也可以用單個(gè)結(jié)構(gòu)體尺寸表示。結(jié)構(gòu)體產(chǎn)狀：以結(jié)構(gòu)體表面上最大結(jié)構(gòu)面的長(zhǎng)軸方向的產(chǎn)狀說(shuō)明。結(jié)構(gòu)體分類(lèi)：522.1.1巖體結(jié)構(gòu)（3）巖體結(jié)構(gòu)組成定義：不同類(lèi)型的巖體結(jié)構(gòu)單元在巖體內(nèi)組合和排列形式（孫廣忠，1988）。結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)體巖體結(jié)構(gòu)單元巖體結(jié)構(gòu)單元組合巖體結(jié)構(gòu)單元排列巖體結(jié)構(gòu)三要素堅(jiān)硬結(jié)構(gòu)面軟弱結(jié)構(gòu)面塊狀結(jié)構(gòu)體板狀結(jié)構(gòu)體2.1.1巖體結(jié)構(gòu)（3）巖體結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)面巖體結(jié)構(gòu)單元巖體532.1.2巖體結(jié)構(gòu)分類(lèi)根據(jù)結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體組合情況，可分為四大類(lèi)七亞類(lèi)巖體結(jié)構(gòu)類(lèi)型I整體、塊狀結(jié)構(gòu)II層狀結(jié)構(gòu)III碎裂結(jié)構(gòu)IV散體結(jié)構(gòu)I1整體結(jié)構(gòu)I2塊狀結(jié)構(gòu)II1層狀結(jié)構(gòu)II2薄層（板）狀結(jié)構(gòu)III1鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)III2層狀碎裂結(jié)構(gòu)III3（夾泥）碎裂結(jié)構(gòu)2.1.2巖體結(jié)構(gòu)分類(lèi)根據(jù)結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體組合情況，可分為四54整體結(jié)構(gòu)巖性：?jiǎn)我磺覙?gòu)造變形輕微的巨厚層沉積巖、變質(zhì)巖和火成巖體；結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況：不發(fā)育，延展性差，組數(shù)一般不超過(guò)2組；結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度：結(jié)構(gòu)面摩擦系數(shù)tanφ≥0.6，結(jié)構(gòu)體間結(jié)合力強(qiáng)；完整性：巖體呈完整或基本完整狀態(tài)，結(jié)構(gòu)面間距dp>1.0m;水的影響：地下水作用不明顯，滲流對(duì)巖體特性影響不大；工程特性：整體結(jié)構(gòu)的巖體，其變形、破壞與工程作用有關(guān)；在深埋或高地應(yīng)力區(qū)的堅(jiān)硬巖層中開(kāi)挖，引起應(yīng)力釋放，可能導(dǎo)致巖爆，而且一般沿裂隙端部產(chǎn)生；較堅(jiān)硬巖層中可能產(chǎn)生微弱的塑性變形。整體結(jié)構(gòu)巖性：?jiǎn)我磺覙?gòu)造變形輕微的巨厚層沉積巖、變質(zhì)巖和火成55塊狀結(jié)構(gòu)巖性：?jiǎn)我换蛴蓮?qiáng)度相近的巖層共同組成的構(gòu)造變形輕微的中厚層沉積巖、變質(zhì)巖和火成巖體；結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況：以IV、V結(jié)構(gòu)面為主，將巖體切割成巖塊集合；結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度：巖塊之間結(jié)合力強(qiáng)，一般tanφ＝0.4～0.6；完整性：結(jié)構(gòu)面間距dp＝0.5～1.0m;水的影響：地下水作用主要表現(xiàn)為使較堅(jiān)硬巖石軟化；工程特性：微小壓縮變形，可能出現(xiàn)剪切滑移；可能出現(xiàn)塊體滑移，穩(wěn)定性分析是要注意結(jié)構(gòu)面的特性及組合，尤其是II、III及結(jié)構(gòu)面的存在；在深埋或地震危險(xiǎn)區(qū)條件下開(kāi)挖，由于隱型微裂隙存在，可能出現(xiàn)巖爆；有一定自穩(wěn)能力，可局部出現(xiàn)不穩(wěn)定塊體，產(chǎn)生超挖。塌方和崩塌現(xiàn)象。塊狀結(jié)構(gòu)巖性：?jiǎn)我换蛴蓮?qiáng)度相近的巖層共同組成的構(gòu)造變形輕微的56層狀結(jié)構(gòu)巖性：?jiǎn)我换虿煌再|(zhì)的巖層互層，有的還有極薄的軟弱夾層；結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況：以III、IV級(jí)結(jié)構(gòu)面（層理、片理、節(jié)理）為主，延展性較好，一般有2～3組結(jié)構(gòu)面，層面居多；結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度：層間結(jié)合力較差，tanφ＝0.3～0.5；水的影響：要注意地下水滲透壓力所引起的問(wèn)題，地下水的軟化、泥化作用明顯；工程特性：巖體變形受巖層組合和結(jié)構(gòu)面控制；在緩傾斜和陡立巖層中，拱頂和邊墻可出現(xiàn)彎曲拗折現(xiàn)象；軟弱面特別是軟弱夾層面的抗剪強(qiáng)度控制巖體的前切滑移破壞；穩(wěn)定性分析是要注意巖層的組合、層面特性及其結(jié)合力、巖層產(chǎn)狀，尤其是軟弱夾層、層間錯(cuò)動(dòng)的存在和II、III及結(jié)構(gòu)面的組合情況。層狀結(jié)構(gòu)巖性：?jiǎn)我换虿煌再|(zhì)的巖層互層，有的還有極薄的軟弱夾57薄層狀結(jié)構(gòu)巖性：巖層組合復(fù)雜；結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況：薄層為主，層理、片理顯著發(fā)育；結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度：多為泥膜、碎屑和泥土充填，tanφ＝0.3左右；完整性：結(jié)構(gòu)面平均間距dp<30cm；水的影響：引起巖層軟化、泥化及結(jié)構(gòu)面失穩(wěn)；工程特性：在壓應(yīng)力作用下表現(xiàn)出壓縮、擠出和膨脹現(xiàn)象；此類(lèi)巖體中的峒室頂板和邊墻易產(chǎn)生拗折；結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度及薄板結(jié)構(gòu)體強(qiáng)度控制巖體的前切滑移破壞。薄層狀結(jié)構(gòu)巖性：巖層組合復(fù)雜；58鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)巖性：?jiǎn)我唬瑤r質(zhì)堅(jiān)硬；結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況：IV、V級(jí)結(jié)構(gòu)面密度大、組數(shù)多，結(jié)構(gòu)面延展性差；結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度：粗造、閉合、無(wú)充填物（或夾少量碎屑），巖塊棱角明顯，彼此鑲嵌咬合，結(jié)構(gòu)面上tanφ＝0.4～0.6；水的影響：地下水滲透性變化大；工程特性：巖體變形、破壞過(guò)程中，結(jié)構(gòu)體的鑲嵌咬合力起決定作用。鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)巖性：?jiǎn)我唬瑤r質(zhì)堅(jiān)硬；59層狀碎裂結(jié)構(gòu)巖性：復(fù)雜多變，軟硬相間明顯；結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況：存在一組近似平行的軟弱破碎帶（I、II級(jí)結(jié)構(gòu)面）與完整程度相對(duì)良好的巖層（骨架巖層）相間存在；結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度：結(jié)構(gòu)面上tanφ＝0.2～0.4；水的影響：地下水的軟化、泥化作用明顯；工程特性：軟弱破碎帶往往導(dǎo)致巖體坍塌、滑移。層狀碎裂結(jié)構(gòu)巖性：復(fù)雜多變，軟硬相間明顯；60（夾泥）碎裂結(jié)構(gòu)巖性：復(fù)雜多變，組合不一；結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況：多級(jí)結(jié)構(gòu)面發(fā)育，結(jié)構(gòu)體的大小和形態(tài)均不相同；結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度：被軟弱物質(zhì)充填，結(jié)構(gòu)面上tanφ<0.2；水的影響：地下水作用明顯；工程特性：巖體整體強(qiáng)度很低，塑性大，變形具有明顯的時(shí)間效應(yīng)；此類(lèi)巖體中開(kāi)挖工程，易發(fā)生坍落、滑移、片幫、側(cè)向擠出和底臌等現(xiàn)象。（夾泥）碎裂結(jié)構(gòu)巖性：復(fù)雜多變，組合不一；61散體結(jié)構(gòu)巖性：復(fù)雜，呈松散狀態(tài)；結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況：有的為塊夾泥，有的泥夾塊；結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度：巖體的tanφ<0.2；水的影響：地下水作用強(qiáng)烈，可引起泥化、軟化、崩解、膨脹，甚至化學(xué)反應(yīng)；工程特性：此類(lèi)巖體具有明顯的塑性或流變特征，變形破壞嚴(yán)重，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，應(yīng)予以特別關(guān)注。散體結(jié)構(gòu)巖性：復(fù)雜，呈松散狀態(tài)；622.2結(jié)構(gòu)面的表觀引子：結(jié)構(gòu)面的形態(tài)有閉合度、粗糙度、貫通性等，統(tǒng)稱(chēng)為結(jié)構(gòu)面的表觀性質(zhì)。2.2.1結(jié)構(gòu)面的閉合度、粗糙度、貫通性和結(jié)合性（1）閉合度定義：又稱(chēng)張開(kāi)度，是指結(jié)構(gòu)面兩側(cè)巖壁的垂直分離距離，其空隙由空氣或水充填，它與被充填的結(jié)構(gòu)面厚度是不同的。閉合不連續(xù)面張開(kāi)不連續(xù)面充填不連續(xù)面張開(kāi)度厚度2.2結(jié)構(gòu)面的表觀引子：結(jié)構(gòu)面的形態(tài)有閉合度、粗糙度、貫通63閉合度對(duì)巖體影響：閉合度的大小對(duì)結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)面和巖體的滲透性有很大影響。分級(jí)：為便于野外定性鑒別，凡閉合度大于3mm的認(rèn)為是張開(kāi)的，小于0.1mm已不易肉眼判別，因此將閉合度分為三檔：閉合度張開(kāi)寬度（mm）閉合<1.0微張開(kāi)1.0～3.0張開(kāi)>3.0現(xiàn)場(chǎng)鑒別時(shí)，應(yīng)注意描述縫隙兩側(cè)巖壁的性質(zhì)的變化，有無(wú)充填物，膠結(jié)狀況及賦水狀況。閉合度對(duì)巖體影響：閉合度的大小對(duì)結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)面和巖體64粗糙度定義：結(jié)構(gòu)面相對(duì)于平均面的固有表面不平整度和波紋度，也稱(chēng)起伏差。對(duì)巖體的影響：結(jié)構(gòu)面的粗造度是決定結(jié)構(gòu)面結(jié)合好壞及其力學(xué)性質(zhì)的重要因素。分類(lèi)：中等規(guī)模（幾米）結(jié)構(gòu)面的粗造度按形態(tài)分有三種：臺(tái)階形、波浪形和平面形。每種按程度分為三級(jí)：粗糙的、平坦的和光滑的。形成九類(lèi)。不同粗糙度結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度存在如下關(guān)系：同種形態(tài)的粗糙程度打者強(qiáng)度高如：I>II>III，IV>V>VI，VII>VIII>IX相同粗糙程度的強(qiáng)度由臺(tái)階形到平坦形到平面形依次降低如：I>IV>VII，II>V>VIII，III>IX，VI>IX。但不能理解我由I到IX依次遞減。粗糙度定義：結(jié)構(gòu)面相對(duì)于平均面的固有表面不平整度和波紋度，也65粗糙度分類(lèi)I粗糙臺(tái)階形II平坦臺(tái)階形III表面光滑臺(tái)階形IV粗糙波浪形V平坦VI表面光滑VII粗糙平面形VIII平坦IX表面光滑臺(tái)階形的波浪形的平面形的粗糙的平坦的表面光滑的粗糙的平坦的表面光滑的粗糙的平坦的表面光滑的粗糙度分類(lèi)I粗糙臺(tái)階形臺(tái)階形的波浪形的平面形的66粗糙度測(cè)定方法：①選擇典型的結(jié)構(gòu)面或可能發(fā)生剪切破壞面，根據(jù)每個(gè)平面的尺寸和滑動(dòng)方向確定測(cè)試方向X；②將長(zhǎng)鋼尺沿X方向放在結(jié)構(gòu)面上，選定測(cè)量間隔ΔX（一般取5cm）③將每個(gè)測(cè)量間隔初作為測(cè)點(diǎn)（如遇小臺(tái)階就以突變處為測(cè)點(diǎn)），用深度游標(biāo)卡尺測(cè)量直尺到結(jié)構(gòu)面表面的垂直距離Yi，則結(jié)構(gòu)面的粗糙度就用Y表示XYΔxΔxyi粗糙度測(cè)定方法：XYΔxΔxyi67貫通性定義：是指結(jié)構(gòu)面在某一方向延伸并對(duì)工程所在地段巖體有影響的長(zhǎng)度，即貫穿工程部位的程度。一般通過(guò)觀測(cè)露頭上結(jié)構(gòu)面的跡線長(zhǎng)度來(lái)度量（與區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中對(duì)結(jié)構(gòu)面規(guī)模的劃分不同）。分類(lèi)：從工程應(yīng)用角度出發(fā)，分為全貫通、半貫通和微貫通。

對(duì)巖體的影響：隨貫通程度不同而異。全貫通結(jié)構(gòu)面多為規(guī)模較大的構(gòu)造斷裂或軟弱層面，對(duì)工程巖體變形、破壞類(lèi)型和規(guī)模起控制作用；微貫通結(jié)構(gòu)面使巖體強(qiáng)度降低，變形加大，相對(duì)來(lái)說(shuō)對(duì)工程巖體影響小。貫通性結(jié)構(gòu)面穿越巖體工程地段的程度代表性結(jié)構(gòu)面全貫通貫穿整個(gè)巖體工程地段構(gòu)造斷裂、軟弱層面、構(gòu)造節(jié)理、小斷層半貫通貫穿巖體工程地段1/3～2/3構(gòu)造節(jié)理、小斷層微貫通貫穿巖體工程地段<1/3節(jié)理裂隙貫通性定義：是指結(jié)構(gòu)面在某一方向延伸并對(duì)工程所在地段巖體有影68結(jié)合性定義：是巖體結(jié)構(gòu)面形態(tài)、堅(jiān)固程度的綜合表現(xiàn)，取決于結(jié)構(gòu)面的閉合度、粗糙度、貫通性、充填物的性質(zhì)和厚度等因素。分類(lèi)：若結(jié)構(gòu)面閉合、干凈且無(wú)充填物，結(jié)構(gòu)面粗糙，結(jié)構(gòu)體之間剛性接觸，則結(jié)合性好，結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度高；相反，結(jié)構(gòu)面貫通性好且多為張開(kāi)的，結(jié)構(gòu)面中為巖屑、巖粉、泥質(zhì)物所充填，則結(jié)構(gòu)面結(jié)合性差，抗剪強(qiáng)度低。影響因素：結(jié)構(gòu)面充填物成分和膠結(jié)性的影響顯著。例：某壩址的細(xì)砂巖中結(jié)構(gòu)面為硅質(zhì)膠結(jié)時(shí)，濕抗壓強(qiáng)度為152.8MPa；為鈣質(zhì)膠結(jié)時(shí)，降至65.5MPa；為泥質(zhì)膠結(jié)時(shí)，僅為38.8MPa。結(jié)合性定義：是巖體結(jié)構(gòu)面形態(tài)、堅(jiān)固程度的綜合表現(xiàn)，取決于結(jié)構(gòu)692.2.2結(jié)構(gòu)面的分布特性結(jié)構(gòu)面的非確定性：同一級(jí)別的結(jié)構(gòu)面，其空間分布特征如產(chǎn)狀、形態(tài)、規(guī)模、密度和張開(kāi)度等，表現(xiàn)出隨機(jī)性。研究方法：認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)面參數(shù)分布性，探討用概率法描述和建立數(shù)學(xué)模型。（1）結(jié)構(gòu)面間距分布特征結(jié)構(gòu)面間距：是指相鄰結(jié)構(gòu)面間的垂直距離，以同組結(jié)構(gòu)面的平均間距表示。分布特征：不是一個(gè)確定值，服從某種統(tǒng)計(jì)規(guī)律。例：武鋼程潮鐵礦-220m水平50多條進(jìn)路的礦巖結(jié)構(gòu)面調(diào)查，得其概率密度分布函數(shù)為x——結(jié)構(gòu)面間距；λs——結(jié)構(gòu)面平均密度。2.2.2結(jié)構(gòu)面的分布特性結(jié)構(gòu)面的非確定性：同一級(jí)別的結(jié)構(gòu)702.2.2結(jié)構(gòu)面的分布特性（2）結(jié)構(gòu)面間距分布特征結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀：走向、傾向、傾角。隨機(jī)性顯著。例：潘別桐、井蘭如對(duì)某地結(jié)晶巖體中北西構(gòu)造區(qū)V級(jí)結(jié)構(gòu)面得產(chǎn)狀分布直方圖和密度分布函數(shù)曲線。0.200.160.120.080.040260280300320340360f(θ)走向θ0.320.280.240.200.160.120.080.0400204060f(a)傾向a0.20.10180200220240260f(β)傾角βn=68β=221σβ=4.46n=119θ=314.5σθ=4.51n=118a=24.74σa=3.442.2.2結(jié)構(gòu)面的分布特性（2）結(jié)構(gòu)面間距分布特征0.20712.2.2結(jié)構(gòu)面的分布特性（3）結(jié)構(gòu)面跡長(zhǎng)分布特征結(jié)構(gòu)面間距：是指結(jié)構(gòu)面與露頭的交線長(zhǎng)度，在一定程度上表征結(jié)構(gòu)面規(guī)模。統(tǒng)計(jì)方法：測(cè)線測(cè)量法和統(tǒng)計(jì)窗法。例：武鋼程潮鐵礦-220m水平1#至10#采場(chǎng)的結(jié)構(gòu)面跡長(zhǎng)分布特征為負(fù)指數(shù)分布。2.2.2結(jié)構(gòu)面的分布特性（3）結(jié)構(gòu)面跡長(zhǎng)分布特征722.3巖體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查法2.2.1調(diào)查種類(lèi)和內(nèi)容調(diào)查種類(lèi)定性的：巖體結(jié)構(gòu)的定性描述是工程巖體穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)。定量的：測(cè)取定量數(shù)據(jù)往往是為了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)特征。調(diào)查內(nèi)容：巖石種類(lèi)、層位關(guān)系、巖石的風(fēng)化程度；結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、組數(shù)、間距、粗糙度、閉合度、貫通性及結(jié)構(gòu)面類(lèi)型等；結(jié)構(gòu)面充填物、膠結(jié)物的性質(zhì)和成分、充填物厚度；區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的層次；主要軟弱結(jié)構(gòu)面與地下巖石工程軸線的關(guān)系；調(diào)查地點(diǎn)的地下水賦存情況、水量、水壓等等。注意事項(xiàng)：調(diào)查計(jì)劃、測(cè)點(diǎn)布置，數(shù)據(jù)處理。2.3巖體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查法2.2.1調(diào)查種類(lèi)和內(nèi)容732.3.2結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀的測(cè)取常用方法：地質(zhì)羅盤(pán)和經(jīng)緯儀。前者在測(cè)傾角時(shí)，要使測(cè)試方向與走向垂直，后者用于有磁場(chǎng)的場(chǎng)合，如磁鐵礦。經(jīng)緯儀測(cè)量法儀器和工具：經(jīng)緯儀、刻度盤(pán)、照明燈具?？潭缺P(pán)由羅盤(pán)改成，用剛度較大的指針代替磁針并在指針端部和刻盤(pán)中心焊8cm豎直鐵絲。測(cè)量原理：①A點(diǎn)放置經(jīng)緯儀，B點(diǎn)放置刻度盤(pán)；②經(jīng)緯儀調(diào)平，使零度方向與巷道中心線重合；③將經(jīng)緯儀對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)面J，打開(kāi)刻度盤(pán)，小鏡一面緊貼結(jié)構(gòu)面上，刻度盤(pán)0-180度線（OB線）垂直于走向；④調(diào)平刻度盤(pán)并移動(dòng)指針，使中心鐵絲和經(jīng)緯儀中的十字豎線重合，此時(shí)指針讀數(shù)為羅盤(pán)角α，經(jīng)緯儀讀數(shù)為β（經(jīng)緯角）；⑤β－α就是結(jié)構(gòu)面相對(duì)于巷道中心線傾向線方向。利用經(jīng)緯儀事先測(cè)的巷道中心線方向，即可求取結(jié)構(gòu)面的真正傾向。2.3.2結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀的測(cè)取常用方法：地質(zhì)羅盤(pán)和經(jīng)緯儀。前者74經(jīng)緯儀測(cè)量法結(jié)果分析：走向：不論結(jié)構(gòu)面和經(jīng)緯儀處于什么位置，走向γ可由下式獲得：α——羅盤(pán)角；β——經(jīng)緯角。傾向：（β－α），與走向垂直，需參考巷道軸線方位及結(jié)構(gòu)面傾向的關(guān)系確定。例：β＝300，α＝160，巷道軸線方向NS，結(jié)構(gòu)面傾向大致NW，求傾向和走向。解：根據(jù)傾向處在NW，則傾角為走向?yàn)椋碞50E。經(jīng)緯儀測(cè)量法結(jié)果分析：752.3.3結(jié)構(gòu)面調(diào)查結(jié)果應(yīng)用（1）確定優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面：同在巖體中有多組結(jié)構(gòu)面情況下，只有以組（或二組）主要結(jié)構(gòu)面才對(duì)巖體的力學(xué)效應(yīng)起作用。確定方法：赤平投影法，作結(jié)構(gòu)面極射投影，繪制等密度圖，尋找優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面。例：武鋼程潮鐵礦-220m9#采區(qū)可以看出優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面有四組：其中2和4組結(jié)構(gòu)面傾角陡且與進(jìn)路軸線夾角小于30度，影響較大。優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面走向傾向傾角走向與進(jìn)路軸線夾角1234NW77SW28SE135NE17NESESWNW22607470132845172.3.3結(jié)構(gòu)面調(diào)查結(jié)果應(yīng)用（1）確定優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面762.3.3結(jié)構(gòu)面調(diào)查結(jié)果應(yīng)用（2）估算巖石的RQD指標(biāo)RQD指標(biāo)：長(zhǎng)度在10cm（含10cm）以上的巖芯累計(jì)長(zhǎng)度占鉆孔總長(zhǎng)的百分比，稱(chēng)為巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD，反映巖體完整程度的指標(biāo)。估算方法：Priest和Huston（1976），節(jié)理密度λs與RQD間的關(guān)系：當(dāng)λs＝6～16條/m時(shí)，有（3）工程巖體分級(jí)的基礎(chǔ)已有的巖體分級(jí)方法和工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，都依賴(lài)于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果可用于：認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)體形態(tài)、結(jié)構(gòu)面類(lèi)型、成因、展布規(guī)律以及它們與巖石工程的關(guān)系2.3.3結(jié)構(gòu)面調(diào)查結(jié)果應(yīng)用（2）估算巖石的RQD指標(biāo)772.3.3結(jié)構(gòu)面調(diào)查結(jié)果應(yīng)用（4）建立結(jié)構(gòu)面空間分布模型結(jié)構(gòu)面空間分布：客觀上是隨機(jī)的，露頭調(diào)查是有限的。蒙特卡洛模擬法：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的結(jié)構(gòu)面幾何參數(shù)分布函數(shù)，建立概率模型的隨機(jī)函數(shù)，然后通過(guò)抽樣計(jì)算出參數(shù)的統(tǒng)計(jì)特性，并給出近似值。例：潘別桐、井蘭如對(duì)墩子石地區(qū)花崗巖閃長(zhǎng)石結(jié)構(gòu)面進(jìn)行了模擬。模擬結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)圖1:579實(shí)測(cè)結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)圖1:10002.3.3結(jié)構(gòu)面調(diào)查結(jié)果應(yīng)用（4）建立結(jié)構(gòu)面空間分布模型模782.3.3結(jié)構(gòu)面調(diào)查結(jié)果應(yīng)用（5）表示巖體結(jié)構(gòu)的各向異性測(cè)線上某一組結(jié)構(gòu)面密度λsi的計(jì)算：θ＝α－α1；α1－結(jié)構(gòu)面法線與正北夾角；

α－測(cè)線方向與正北夾角；λi－結(jié)構(gòu)面在法線方向上密度。2.3.3結(jié)構(gòu)面調(diào)查結(jié)果應(yīng)用（5）表示巖體結(jié)構(gòu)的各向異性79表示巖體結(jié)構(gòu)的各向異性當(dāng)有幾組結(jié)構(gòu)面時(shí)，沿某一方向的結(jié)構(gòu)面密度λs為θi－第i組結(jié)構(gòu)面法線與待求密度測(cè)線間夾角。因此，結(jié)構(gòu)面密度隨測(cè)線方向變化。研究表明，在二維情況下，必存在一個(gè)最大密度方向和一個(gè)最小密度方向，則結(jié)構(gòu)面引起的各向異性可由此合理確定工程中錨桿布置和排水孔方位。例：巷道工程沿方向λmax布置時(shí)，錨桿間距應(yīng)比工程沿λmin方向布置時(shí)適當(dāng)減小。表示巖體結(jié)構(gòu)的各向異性當(dāng)有幾組結(jié)構(gòu)面時(shí)，沿某一方向的結(jié)構(gòu)面密802.4巖體的完整性巖體完整性：巖體結(jié)構(gòu)的綜合反映，取決于結(jié)構(gòu)面切割程度、結(jié)構(gòu)體大小以及塊體間結(jié)合狀態(tài)等因素，是巖體工程中采用的概括性指標(biāo)。評(píng)價(jià)方法：定性和定量。2.4.1巖體完整性的定量指標(biāo)常用定量指標(biāo)完整性系數(shù)Kv；巖體體積節(jié)理系數(shù)Jv；巖體質(zhì)量指標(biāo)RQD；節(jié)理平均間距dp；巖塊尺寸指標(biāo)BSD；巖體與巖塊靜動(dòng)彈模比等。從不同測(cè)面、不同程度上反映巖體完整性。2.4巖體的完整性巖體完整性：巖體結(jié)構(gòu)的綜合反映，取決于結(jié)812.4.1巖體完整性的定量指標(biāo)（1）完整性系數(shù)巖體中聲波波速Vpm：與巖石成分、結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度、結(jié)構(gòu)面性狀、充填物性質(zhì)、含水狀態(tài)等因素有關(guān)。巖石中聲波波速Vpr：反映近似完整巖石的物理性質(zhì)。通常，Vpr>Vpm，因此對(duì)同種巖石有下列關(guān)系Kv－完整性系數(shù)，又稱(chēng)龜裂系數(shù)。測(cè)試方法：?jiǎn)慰追ɑ螂p孔法。在孔中置入聲波發(fā)射