3.1岩体力学性质.ppt

1,3岩体力学性质,岩石力学与工程,ROCKMECHANICSANDENGINEERING,岩体结构,ROCKMASSSTRUCTURE,3,3.1岩体结构主要内容,1岩体结构要素2结构面类型3结构面分级及其特性4结构面状态5岩体结构类型,4,3.1.1岩体结构要素,5,3.1.2结构面（Structuralplane)类型1,6,3.1.2结构面（Structuralplane)类型2,7,3.1.2结构面（Structuralplane)类型3,8,3.1.3结构面分级及其特性1,9,3.1.3结构面分级及其特性2,10,3.1.3结构面分级及其特性3,11,3.1.3结构面分级及其特性4,12,3.1.3结构面分级及其特性5,13,3.1.4结构面状态,1）结构面贯通类型和连续性a.贯通类型非贯通性结构面：较短、不能贯通,岩块强度降低、变形增大.半贯通性结构面：有一定长度、不能贯通,岩块强度降低、变形增大贯通性结构面：长度较长、连续好、贯通整个岩体、构成岩体边界，它对岩体有较大的影响，破坏常受这种结构面控制,14,b.连续性结构面的连续性反映结构面的贯通程度。线连续性系数K1：沿结构面延伸方向上，结构面各段长度之和与测线长度比值,K1=a/(a+b),15,面连续性系数（面切割度）Xe：在岩体中沿结构面延展平面上，结构面各块面积之和a与该断面面积A之比,Xe=a/A,16,岩体按切割度Xe的分类表,17,迹长：在岩体中沿结构面延展迹线的长度。,国际岩石力学学会(ISRM，1978)建议：用结构面的迹长来描述和评价结构面的连续性，并制订了相应的分级标准,18,结构面的密集程度反映结构面发育的密集程度。裂隙度K：沿取样线方向单位长度上的结构面数量。设取样线长度为L,单位m,该长度内出现的结构面数量n，沿取样线方向结构面平均间距为d，则,K=n/L，d=1/K=L/n,线密度Kd：若取样线垂直结构面，则裂隙度被称为线密度。,间距d：同一组结构面法线方向上结构面平均距离。,Kd=n/L，d=1/Kd=L/n,2）结构面密集程度,19,按结构面间距d的分级表,20,多组结构面裂隙度K的计算：,Ka=1/max=cosa/da，Kb=1/mbx=cosb/db，Kn=1/mnx=cosn/dnK=Ka+Kb+Kn,结构面按裂隙度K分类：k=01为疏节理，k=110为密节理，k=10100为非常密集节理，k=1001000为压碎、糜棱化。,21,裂隙度K与的线密度Kd关系：假设测线OC是水平布置的，且与结构面法线OA在水平面上的投影线OB的夹角为，结构面的倾角为，则,体切割度Xv：面切割度Xe与裂隙度K的乘积；表示一组结构面对岩体的切割程度。,XvKXe,22,3）结构面产状：要素：走向、倾向、倾角与主应力之间的关系：控制岩体的破坏机理与强度。,23,4）结构面形态：要素：起伏形态、起伏角、粗糙度。对岩体的力学性质和剪切强度有影响。起伏角:i=arctan(2h/L),24,粗糙度系数：JRC（jointroughnesscoefficent)巴顿（Barton，1977）提出：粗糙度标准及粗糙系数挪威岩土工程研究所(NorwegianGeotechnicalIinsitute),25,5）结构面张开度：张开度：结构面两壁间的垂直距离。点接触：起伏、锯齿的凸起点，粘聚力降低。张开:强度决定于充填物。,结构面按张开度分级,26,6）结构面的胶结充填物：a.胶结充填物成分对结构面力学性质的影响：铁硅质胶结强度高；钙质胶结强度较差；黏土、泥质胶结强度最差。b.胶结充填物厚度对结构面力学性质的影响：薄膜充填：厚度小于1mm、应力矿物、强度明显降低；端续充填：厚度小于起伏、强度与充填物和结构面有关；连续充填：厚度稍大于起伏、强度取决于充填物。后层充填：厚度远大于起伏、强度取决于充填物、易滑移。,27