岩体力学性质课件

1、1,3 岩体力学性质,岩石力学与工程,ROCK MECHANICS AND ENGINEERING,岩体结构,ROCKMASS STRUCTURE,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（Structural plane)类型1,6,3.1.2 结构面（Structural plane)类型2,7,3.1.2 结构面（Structural plane)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

2、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

3、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/

4、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/dn K=Ka+Kb+Kn,结构面按裂隙度K分类： k=01为蔬节理， 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

5、割程度。,Xv K Xe,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（joint roughness coefficent) 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 (Norwegian Geotechnical Iinsitute),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