mw Iw mrd
2015年12月17日10时40 分
快速浸水后风化岩 石吸入水的质量
《岩石力学与工程》
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第1章 岩体地质与结构特征
岩块的风化程度
定量指标：
② 波速指标
1）波速比
风化岩石纵波 速度
kv
vcp
2）风化系数
vrp ' cw kf cw
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2015年12月17日10时40 分
实例
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第1章 岩体地质与结构特征
1.3.3 结构面特征及其对岩体性质的影响
（三） 密度
反映结构面发育 的密集程度
实例： Kd=4/10=0.4/m d=1/Kd=2.5m
10m
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第1章 岩体地质与结构特征
1.3.3 结构面特征及其对岩体性质的影响
硬质岩石按波速指标的风化分级表
风化程度
全风化 强风化 中等风化 微风化
vcp（m/s）
500~1000 1000~2000 2000~4000 4000~5000
kv
0.2~0.4 0.4~0.6 0.6~0.8 0.8~0.9
kf
<0.4 0.4~0.8 0.8~0.9
未风化
>5000
0.9~1.0
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2015年12月17日10时40 分第1章 岩体地 Nhomakorabea与结构特征
1.3.3 结构面特征及其对岩体性质的影响
（四） 张开度

如在层流条件下，平直而两壁平行的单
个结构面的渗透系数(Kf)可表达为：
Kf
ge 12v
2
e-结构面张开度（mm） v-水的运动粘滞系数 （cm2/s） g-重力加速度
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第1章 岩体地质与结构特征
1.3.3 结构面特征及其对岩体性质的影响
（四） 张开度
结构面两壁面间 的垂直距离
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第1章 岩体地质与结构特征
1.3.3 结构面特征及其对岩体性质的影响
（四） 张开度
描述 很紧密 紧密 部分张开 张开 中等宽的 宽的 很宽的 极宽的 似洞穴的 表1-5 结构面张开度分级表 结构面张开度 分类 （mm） <0.1 0.1~0.25 闭合结构面 0.25~0.5 0.5~2.5 2.5~10 裂开结构面 >10 10~100 100~1000 张开结构面 >1000
10~20
>20
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第1章 岩体地质与结构特征
1.3.3 结构面特征及其对岩体性质的影响
（三） 密度
反映结构面发育 的密集程度
1、线密度(Kd)是指结构面法线方向单位测线长 度上交切结构面的条数(条／m)。 设勘测线长度为l ，在l上出现的节理的个数为n， 则 K n
d

2、间距(d)则是指同一组结构面法线方向上两 相邻结构面的平均距离。 Kd与d互为倒数关系
2(C j 3 tg j ) (1 tg j ctg ) sin 2
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第1章 岩体地质与结构特征
1.3.3 结构面特征及其对岩体性质的影响
（二） 连续性
反映结构面的贯 通程度
1、线连续性系数：指沿结构面延伸方向，结构面各 段长度之和(Σa)与测线长度的比值。
K1 a a b
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第1章 岩体地质与结构特征
1.3 结构面特征
1.3.2结构面的规模与分级
Ⅰ级 大断层或区域性断层。控制工程建设地区 的地壳稳定性，直接影响工程岩体稳定性； Ⅱ级 延伸长而宽度不大的区域性地质界面。 Ⅲ级 长度数十米至数百米的断层、区域性节理、 延伸较好的层面及层间错动等。 Ⅱ、Ⅲ级结构面控制着工程岩体力学作用的边界 条件和破坏方式，它们的组合往往构成可能 滑移岩体的边界面，直接威胁工程安全稳定 性
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联结 方式 联结 方法 岩相
结晶联结
胶结联结 矿物颗粒通过胶结物 联结在一起 碎屑岩
胶结成分：硅质、铁质、
钙质、泥质
矿物颗粒通过结晶 相互嵌合在一起 岩浆岩、大部分变 质岩及部分沉积岩 特征 强度：等粒结构大 于非等粒结构，细 粒结构大于粗粒结 构
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①
张性结构面是由拉应力形成的，如羽毛状张裂面、纵
张及横张破裂面、岩浆岩中的冷凝节理等 特点：张开度大、连续性差、形态不规则、面粗糙，起 伏度大及破碎带较宽,易被充填,常含水丰富，导水性强
②
剪性结构面是剪应力形成的，破裂面两侧岩体产生相
对滑移，如逆断层、平移断层以及多数正断层等。 特点：连续性好，面较平直，延伸较长并有擦痕镜面等 。
第1章 岩体地质与结构特征
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5
第1章 岩体地质与结构特征
1.1 基本概念
3. 岩块（Rock block 或 Rock）：又称结构 岩体中被 结构面切 体，指不含显著结构面的岩石块体，是构 割的岩石 成岩体的最小岩石单元体。 块体 4. 岩体（Rockmass）：是指地质历史过程中 形成的，由岩块和结构面网络组成的，具 有一定的结构并赋存于一定的天然应力状 态和地下水等地质环境中的地质体。
胶结类型：基底式、孔
隙式、接触式
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第1章 岩体地质与结构特征
1.2岩块及其特征
二、岩块的风化程度

定性指标： 颜色 矿物蚀变程度 破碎程度 开挖锤击技术
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第1章 岩体地质与结构特征
岩块的风化程度
定量指标：
① 风化空隙率指标Iw （汉罗尔，1961） 快速浸水后风化岩块吸入水的质量与干燥岩块 质量之比
1.1基本概念
5. 岩体结构（rockmass structure）：指岩体中 结构面的发育程度及其组合关系；或者指结 构体的规模、形态及其排列形式所表现的空 间形态。
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第1章 岩体地质与结构特征
1.2岩块及其特征 一、岩块的结构与构造
影响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素: 矿物：存在地壳中的具有一定化学成分和物理性 质的自然元素和化合物。 结构：组成岩石的物质成分、颗粒大小和形状以及 其相互结合（结晶联结、胶结联结）的情况。 构造: 组成成分的空间分布及其相互间排列关系
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第1章 岩体地质与结构特征
1.3 结构面特征
1.3.2结构面的规模与分级


Ⅳ级 延伸较差的节理、层面、次生裂隙、小断 层及较发育的片理、劈理面等。是构成岩块的边 界面，破坏岩体的完整性，影响岩体的物理力学 性质及应力分布状态。 Ⅳ级结构面主要控制着岩体的结构、完整性和物 理力学性质，数量多且具随机性，其分布规律具 统计规律，需用统计方法进行研究。 Ⅴ级 又称微结构面。常包含在岩块内，主要影 响岩块的物理力学性质，控制岩块的力学性质。
0.9~1.0
《岩土工程勘察规范》（GB50021-2002（09版））
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第1章 岩体地质与结构特征
1.3 结构面特征
结构面（Structural Plane）：指地质 历史发展过程中，在岩体内形成的具有 一定的延伸方向和长度，厚度相对较小 的地质界面或带。 国外又称不连续面（discontinuties） 或节理（joint）
1.1 基本概念
2. 结构面（ Structural Plane）：指地质历 史发展过程中，在岩体内形成的具有一 定的延伸方向和长度，厚度相对较小的 地质界面或带。 具有极低的或没有抗拉强度的不连续面, 包括一切地质分离面。大到几公里的断 层，小到几公分的裂隙。
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第1章 岩体地质与结构特征
1.3.3 结构面特征及其对岩体性质的影响
（三） 密度
例: 某钻孔的长度为 250cm ， 其 中 岩 芯 采 取 总 长 度 为 200cm, 而 大于 10cm 的岩芯总长 度 为 157cm ， 岩 体 质 量指标： RQD=157/250=63%
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a Xe A
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第1章 岩体地质与结构特征
1.3.3 结构面特征及其对岩体性质的影响
（二）连续性
3、迹长 描述 很低连续性 低连续性 中等连续性
反映结构面的贯 通程度
表1-3 结构面连续性分级
迹长（m） <1 1~3 3~10
高连续性
很高连续性
2015年12月17日10时40 分
（三） 密度

用线密度来估算岩体质量指标RQD(Rock Quality Designation)
RQD 100e
0.1kd
(0.1Kd 1)
岩体质量指标RQD：长度大于10cm的岩心长度
之和与钻孔总进尺的百分比。
长度大于 10cm的岩芯长度之和 RQD 100% 钻孔总进尺
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2015年12月17日10时40 分
《岩石力学与工程》 谌会芹
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第1章 岩体地质与结构特征
区别岩石、岩体与结构面
第1章 岩体地质与结构特征
1.1 基本概念
1.
岩石（Rock）：矿物、岩屑的集合体。 是在一定的生成条件下，颗粒之间具有牢 固连接的矿物结合体。