第三章 岩体结构控制论

1、第三章岩石结构控制论，3.1概述3.2岩石结构的物质基础3.3岩石结构3.4岩石结构的力学效应，3.1概述，问题：什么是岩体？什么是岩石结构？岩石结构为什么控制岩石的变形、破坏和力学性质？岩石结构控制论的基本思想是什么？要点：1，岩石和岩石结构2，岩石结构控制论的基本思想，1，岩石和岩石结构，岩体是地质历史时期形成的具有一定成分和结构的地质体。岩石结构是岩石结构单位在岩石内排列组合的形式。第二，岩石结构控制论的基本思想，岩石结构控制论是岩石力学基本理论，3.2岩石结构的物质基础，问题：岩石结构的物质基础是什么？什么是工程地质岩石组？什么是工程地质分区？其含义是什么？工程地质岩组分需要考虑哪些因

2、素？基本想法怎么样？要点：第一，岩石是岩石结构的物质基础2，工程地质和工程地质组划分，工程地质组划分，工程地质组：工程地质组：将具有相似工程地质特性的岩石复合物划分在一起，构成工程地质评价的独立单元。工程地质岩组划分：在对地层岩石学进行系统研究和岩石相变特性分析的基础上，对岩体及其组成单元进行工程地质分类的工作。主要目的是为了工程设计，建设人员。岩石(主体)工程地质特性分类：普什系数和RQD工程地质岩组划分的学术思考(转到下一页):工程地质岩组划分的学术思考(sun yuke，2002): (1)岩石建设是古德珍老师教的十大岩石组，(1)这些可以说是原生岩石群。(2)在各岩石群中，根据沉积环境

3、、地质时代、构造作用、岩石物质组成等不同地质因素进行细分。这个岩石组可以说是二次岩石组。(3)以二次岩体为基础，考虑相同或近似的工程地质特性、相似岩石强度、相似水力学特性、相似结构面组合、相似结构等，这样划分的岩体可以称为三次岩体群。3.3岩石结构，问题：什么是岩石结构？它的组件或组件是什么？什么是结构面？结构面具有哪些类型的特征？什么是结构体？其稳定性受哪些因素影响？岩石结构可以分为什么基本类型？每个特性是什么？构造面和结构、构造体、所谓构造面在岩石中具有一定的方位和厚度，表示向2个方向扩展的地质界面，构造面大体可以分为两类：物质分异面(如水平、便利面、弱中间层、岩浆侵入面等)和岩床的不连续

4、性面(如断层、岩浆侵入面等)结构：由结构面切割形成的岩石块。结构表面的类型、特性和分类，第一，遗传分类：(1)在进化过程中，由初级结构表面岩体形成的结构面。a、沉积构造面是沉积岩在沉积和成岩过程中形成的，有沉积面、软弱夹层、沉积间剖面、非均匀面等。b、岩浆结构面是岩浆侵入和凝结过程中形成的结构面，包括岩浆和周围岩石的接触面、各时期岩浆之间的接触面和初级凝结连接等。c，变质的结构面在变质过程中形成，主要有方便和软弱的中间层。(2)结构面是岩石形成后结构应力作用形成的各种波段，包括断层、连接、分割和层间误动面等。(3)二次构造面是岩石形成后由于外力作用而产生的构造面，包括卸荷裂缝、风化裂缝、二次夹

5、泥层、泥浆夹层等。，结构面类型、特性和分类，第二，机械类型1，破裂结构面；2、破碎结构表面3、层状结构表面；4、泥浆结构表面3、结构表面等级：缺陷较大；水平：小缺陷，层间误差区域；水平：泥浆接头或小缺陷，无裂纹水平；关节、分割、水平、次要裂纹；离散截面理论、隐藏接头和等级、组件表面。岩石结构的基本类型和特性，(1)整体和块状结构主要是同质性、巨大岩石、变质岩、厚层沉积岩、正变质岩、巨大岩石、巨大岩石、变质岩；主要结构形状是巨大的块状，块状，圆周。以第一结构节点为中心，只有少量具有良好穿透性的关节裂缝，大部分是封闭型，裂缝结构面间距大于0.7米，一般在13万亿以下，由危险结构面组成的落石坠落块也

6、较少的分离体。高完整性强度，相互包含的结构面，岩体的稳定性，均匀弹性等方面都可以认为是可能发生的岩土工程问题，不稳定结构的部分滑动或崩塌，深洞穴的岩爆。1，结构表面大小，初级结构表面：区域破坏面积。长度一般为几十公里，破碎带宽至少为数米。项目所在地区的稳定性控制二次构造面：断层、层间误动区、沉积间剖面软弱夹层、大接触破坏区。长度为数百至数千米，宽度为1至数米。山和工程岩体的破坏方法和滑动边界三级结构面(断层、大节理、风化夹层和卸荷裂缝，长度数十到数百米，宽度不超过1米)。工程岩体稳定性控制因素及边界条件四阶段结构面：节理、偏析、劈裂。通常有几米长，没有明显的宽度。在小范围内把岩石切成块5段结构

7、面。延性差，没有厚度差，随机分布，很大数量的小裂缝。影响岩石块体的力学性质，返回，2，结构面的几何形状，(1)水平成形包括一般岩石水平，偏法，劈裂，剪切连接，初级连接等。(2)波状地层、轻生面团、波状破裂构造面等。(3)锯齿形通常不规则或不规则地弯曲，如有锯齿形层系和龟裂的岩面、缝线、沉积间剖面、已经沿着裂纹发展的二次构造面等。波形，尤其是锯齿形结构面，抗剪滑移能力大，具有工程意义。返回、3、根据结构面的平滑度或粗糙度，结构面可以分为5个级别：极低、低、中、平滑、镜子。结构面越粗糙，剪切强度的摩擦系数(值)越大。返回，4，结构面连接状态和填充，闭合结构面通常是干净的，未填充，两面墙的紧密连接，

8、结构面的剪切强度取决于结构面的形式、起伏、粗糙度和两面墙的岩石特性。封闭结构面一般有泥浆、铁膜等，剪切强度不仅取决于形态和两壁岩石特性，还取决于薄膜的材料组成和亲水性。用两面墙打开的开放结构面可以分为稍微开放的(0.21.0mm)、开放的(1.05.0mm)和宽敞的开放的(5.0mm)。微开口结构面两壁岩石经常有多个保持点接触，剪切强度大于开口结构面。开口结构和宽开口结构面的剪切强度主要取决于填充物的组成和厚度。例如，如果填充物是黏土，则剪切强度低于填充物是沙子、木屑的情况。返回，5，结构面的连接性表示在特定空间范围的岩体中结构面朝向的方向，倾向性的连接度(下图)。结构面的剪切强度与连接的程度

9、相关，连接的结构面的剪切强度低。不是连接的短结构面，剪切强度高，岩石强度仍受岩石强度控制。，返回，6，结构面的密度，线的密度K:单位长度的结构面数K=n/LK=1/M1 1/M2结构面间距d:相同结构面的平均间距d=M，返回，结构面的密度分类，3，结构在自然界中，结构体的形状很复杂，常见的形式有六种：立方体、圆锥体、环面、板状、柱状和楔形，如下图所示。结构大小、形状、生产和工程位置经常显示出不同的稳定性。返回，整体，分层结构，整体结构，块体结构，岩性均匀，无软弱面的岩体，包含以大于1米的间隔强耦合力的原始结构面。通常出现在厚碳酸盐岩，碎屑岩中。花岗岩，闪岩；原生关节不发达的流纹岩、安山岩、玄武

10、岩、凝灰岩、凝灰岩大企业中。通常指含有不均匀岩石、极低剪切性能弱面的岩体群。可以进一步分为层(弱面间距5030cm)、薄层(小于30cm的间距)。根据岩石学的不均匀性，也可以分为坚硬层和坚硬层。石灰岩更均匀，包含23个更发达的弱构造面的岩体，构造面间距为10.5米。更发达的厚砂岩和泥岩，在屋脊冲刷表面发育的河流相砂岩等沉积岩，以及原生关节更发达的火山岩等。裂变结构类，块状结构，裂变结构，表示具有多套密集结构面的岩体，岩体是特定动态变质岩的典型，岩石节理，裂缝非常发达，岩体非常破碎，可以根据岩体，即破碎，碎石土类进行研究。返回，分裂结构，(2)层结构主要为多节律薄层和中厚层状沉积岩，副变质岩；主要结构形状为层状、板状、透镜体。床上用品，扁体，关节，经常是层间错误的移动。接近均匀性的各向异性体，其变形和强度特性由侧和岩石组合控制，可以认为是弹性-塑性，稳定性差，可能发生的岩土问题会对不稳定的结构体产生坍落度。尤其是基岩的弯曲破坏和软弱岩石的塑性变形。(3)断裂构造主要是结构影响严重的破碎岩石。主要结构形状是块状。缺陷、缺陷破坏区、偏论、层间结构面比较发达，裂纹结构面间距为0.250.5m，一般由3个以上组中的许多分离体形成。完整性破坏大、整体强度低、结构面弱(如断裂)，大部分是弹塑性介质，稳定性极低，可能发生的岩土工程问题容易引起大规模基岩的不稳定性，地下水也会加剧基岩的不稳