第六章岩体结构及稳定性分析
总之,对岩体的结构特征的研究,是分析评价 区域稳定性和岩体稳定性的重要依据。
岩体结构图1
岩体结构图2
岩体结构类型
岩体结构类型主要取决于不同岩性及不同形式结 构体的组合方式,这是在对结构面和结构体研究 的基础上进一步概括的结果。
1.整体块状结构 (整体结构(I1)、块状结构 (I2)) 2.层状结构 (层状结构( II1 )、薄层状结构( II2 )) 3.碎裂结构 (镶嵌结构( III1 )、层状碎裂结构( III2 ) 4.散体结构
CHONGQING UNIVERSITY
ENGINEERING GEOLOGY
岩体的概念:岩体是在漫长的地质 历史过程形成的,具有一定的结构 和构造,并与工程建设有关的天然 地质体。
特点:不连续、非均质、各向异性、 随荷载方向变化产生不同的荷载性 质。
岩体与岩石的区别:
岩石是指由一种或多种矿物所组成,并具有 结构与构造特性的固体岩块,把它看作材料 时 ,是均质的、连续的、各向同性。
30o<60o E
N
A W
O C
W
S
30o<60o
E B
S
E B N
A W
O C
N E
30o<60o
C
A
W
N
C O
E
B S
6.3 岩质边坡稳定性分析
岩体的工程性质主要由结构面尤其是软弱结 构面的性质控制。
所以研究岩体的关键在于研究岩体结构,其重点 在于分析结构面。
将岩体的结构特征作为重要研究对象,意义如下:
( 1 ) 岩体中的结构面是岩体力学强度相对薄弱的 部位,它导致岩体力学性能的不连续性、不均一性和 各向异性。只有掌握岩体的结构特征,才有可能阐明 岩体不同荷载下内部的应力分布和应力状况。
软弱夹层类型
原生软弱夹层:沉积软弱夹层、火成软 弱夹层(岩浆软弱夹层)、变质软弱夹 层 构造软弱夹层:多为层间破坏软弱夹层 次生软弱夹层:风化夹层、泥化夹层
岩体结构体
岩体受结构面切割而产生的单元 块体,称为结构体。
结构特征可用:结构体形状、块 度及产状来表示。形状与结构面组数 密切相关,结构体块度取决于结构面 间距。不同形态和产状的结构体,其 稳定程度不同。
岩体结构面
(1)结构面成因类型
原生结构面:沉积结构面、火成结 构面(岩浆结构面)、变质结构面 构造结构面:裂隙、断层、层间错 动面 次生结构面:卸荷裂隙、风化裂隙、 风化夹层、泥化夹层、次生夹泥层
层面
火成结构面
裂隙
裂隙面
断裂面
断裂面
层间错动面
风化裂隙1
风化裂隙2
泥化夹层1
6.2岩体稳定性分析
1.分析方法:地质分析、块体力学分析、 有限元分析、结构分析、对比分析、 模型试验等。
2.岩体稳定性破坏必须具备的三个条件: 切割面、滑动面、临空面。
3.赤平极射投影的原理和作图方法。
N
W
E
W 10
S
N
E
W 10 20 30 40 50 60 70 80 90
E
S
N
W 10 20 30 40 50 60 70 80 90
6.1.1 岩体结构
存在于岩体中的各种地质界面,如岩 层层面、裂隙面、断裂面、不整合面等, 统称为结构面。由于这种界面中断了岩 体的连续性,故又称不连续面。
岩体受结构面切割而产生的单个块体 (岩石)称为结构体。
岩体结构=结构面+结构体。
所谓岩体结构就指结构面和结构体两个要素 的组合特征。岩体结构既表达岩体结构面的发育 程度及组合,又反映结构体的大小、几何形状及 排列。
岩体包含了结构面(岩层层面、节理面、软 弱夹层等)和由结构面切割成大小不一、形 状各异的岩石块体(结构体),不连续、非 均质、各向异性、随荷载方向变化产生不同 的荷载性质。
一般的较硬岩石强度较高、变形 模量大、应力、应变和破坏机理近似 于连续的弹性或弹塑性材料。而岩体 的强度和变形性质及其破坏形式主要 取决于岩体结构面的性质和结构体的 大小与形状,变性和破坏常沿软弱结 构面发展 ,岩体的强度相对较低、变 形较大。
E
S
N
W
10 20 30 40 50 60 70 80 90
E
S
作图方法
1.先准备一个等角度赤平极射投影网(吴尔 夫网)
2.将透明纸放在投影网上,按相同半径画一 圆,并注上南北、东西方向
3.利用投影网。在圆周上经过圆心绘出走向 线阿AB
4.转动透明纸,使走向线与投影网的垂直线 (南北线)重合,在投影网上的水平线(东西 线)上找出倾角,注上C,通过C点描绘经 度线,即的结构面的赤平极射投影。
N
340 350 0 330 320 310
300
10 20 30 40
50
290
60
280
W 270
80
90 E
260
100
250
ห้องสมุดไป่ตู้
110
240
120
230
130
220
140
210
150
200 190 180 170 160
S
N
W
O
S
E
W 10
N 30o<60o
A
O
W
E
B S
W
E B
S A W
( 2 ) 岩体的结构特征对岩体在一定荷载条件下的 变形破坏方式和强度特征起着重要的控制作用。岩体 中的软弱结构面,常常成为决定岩体稳定性的控制面, 例如在大坝坝肩抗滑稳定性分析中,有些结构面为确 定坝肩岩体抗滑稳定的分割面,而有些成为滑移控制 面。
( 3 ) 靠近地表的岩体,其结构特征在很大程度 上确定了外营力对岩体的改造进程。这是由于结构 面往往是在风化、地下水等各种外营力较活动的部 位,也常常是这些营力的改造作用能深入岩体内部 的重要通道,往往发展为重要的控制面。
泥化夹层2
卸荷裂隙
(2)结构面工程地质研究
1)生成年代 2)成因类型 3)规模 4) 延续性及穿切性 5)形态(平整、光滑、粗造程度)(分为平直
型、波状起伏型、锯齿状型、不规则型) 6)张开度和充填胶结情况 7)产状及组合关系 8)密集程度 9)力学性质
软弱夹层
软弱夹层是具有一定厚度的特殊岩体软弱 结构面。与周围岩体相比,具有显著低强 度和显著高压缩性,或具有一些特殊的软 弱特性。
一般常见的 结构体形式 有:
柱状、块状、 板状、
楔形、菱形、 锥形等六种 形态。
柱状结构体
结构体大小分类
巨大 中 小 碎 岩体结构描述 型 型 型 型 块
块块 块 块 体 体体 体 体 体积裂隙数 <1 1~3 3~10 10~30 >30 (裂隙数/m3)
结构体产状:用结构体表面上最大结构面 的长轴方向表示。