关于岩体的地质特征
第1章 岩体地质与结构特征
§ 1.1 几个基本概念
2.结1.构岩面石（（StRroucckt）ura矿l 物Pl、an岩e）屑指的地集质合历体史。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。
3.岩块（Rock block 或 Rock）指不含显著结构
面的岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元体。
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。
思考题
1、岩块与岩体有哪些区别？ 2、试比较土与岩有那些异同点？
第1章 岩体地质与结构特征
§1.2 岩块及其特征
二、结构面的规模
Ⅰ级 指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 指延伸长而宽度不大的区域性地质界面。
Ⅲ级 指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
Kd与d互为倒数关系 •如果测线是水平布置的，且与结构面法线的夹角为α ，结构面的倾角为β时:
KdLsinncossin Kcd' os
结构面间距分级表
用线密度来估算岩体质量指标RQD(Rock quality designation)
RQ 1D e 0 0 .1 0 kd(0 .1 kd 1 )
风化空隙率指标(Iw)是快速浸水后风化岩块吸入 水的质量与干燥岩块质量之比。
波速指标 纵波波速（cp）
波速比
kv
v cp v rp
风化系数
kf
' cw
cw
硬质岩石按波速指标的风化分级表
《岩土工程勘察规范》（GB50021-94）
第1章 岩体地质与结构特征
§ 1.3 结构面特征 一、结构面的成因类型
三、 产状
走向、倾向、倾角
结构面与最大主应力间的关系控制着岩体的破坏机理与强度。
据单结构面理论，岩体中存在一组结构面时，岩体的极限强度 与结构面倾角间的关系为：
13(12(tC gjj ct3gt)gsij)n2
四 连续性
结构面的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
二、结构面的规模
Ⅳ级 指延伸较差的节理、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，其分布规律不太 容易搞清楚，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；
、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
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 镜面等现象发育。
三、岩块的风化程度
风化
岩石====>矿物组成和结构改变==>岩块的物理力学性 质改变（强度降低、抗变形性能减弱、空隙率增大， 渗透性加大）
岩块的风化程度可用定性指标和某些定量指标表述 定性指标主要有：颜色、矿物蚀变程度、破碎程度
及开挖锤击技术特征等。 定量指标主要有风化空隙率指标和波速指标等。
(一)地质成因类型 (二)力学成因类型
岩
体
结
构
面
的
类
3.片麻理
型
4.板理及千枚理
及
其
特
征
受地形及原始结构 面和临空面产状控 制
(一)地质成因类型
1.原生结构面
沉积结构面是沉积岩在沉积和成岩过程中形成的， 有层理面、软弱夹层、沉积间断面和不整合面等。
岩浆结构面是岩浆侵入及冷凝过程中形成的结构面， 包括岩浆岩体与围岩的接触面、各期岩浆岩之间的接 触面和原生冷凝节理等。
一、岩块的物质组成 岩块力学性质
取决于组成岩石的矿物成分及其相对含量
硅酸盐类矿物 粘土矿物 碳酸盐类矿物 氧化物类矿物
二、岩块的结构特征
岩块的结构是指岩石内矿物颗粒的大小、形状、
排列方式及微结构面发育情况与粒间连结方式等
反映在岩块构成上的特征。
岩石的粒间连结分结晶连结与胶结连结。
结晶连结是矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起， 它是通过共用原子或离子使不同晶粒紧密接触。
胶结连结是矿物颗粒通过胶结物连结在一起。硅质 胶结的岩块强度最高；铁质、钙质胶结的次之；泥 质胶结的岩块强度最低。
第1章 岩体地质与结构特征
二、岩块的结构特征 微结构面 削弱岩石强度，形成各向异性 颗粒形状 强度： 粒状、柱状>片状>鳞片状 颗粒大小 强度： 粗粒<细粒
第1章 岩体地质与结构特征
面各段长度之和(Σa)与测线长度的比值。
a K1
a b
K1变化在0～1之间，K1值愈大说明结构面的 连续性愈好，当K1＝1时，结构面完全贯通。 2、迹长：结构面与岩体露头交线的长度。
结构面连续性分级表
五 密度
•结构面的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)。 •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。
变质结构面在变质过程中形成，残留结构面和重结 晶结构面
2.构造结构面 是岩体在构造应力作用下形成的各种破 裂面，包括断层、节理、劈理和层间错动面等。
3.次生结构面 是岩体形成后在外营力作用下产生的结 构面，包括卸荷裂隙、风化裂隙、次因类型 张性结构面是由拉应力形成的，如羽毛状张裂面
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。
RQD长度大 1钻 0c于 m 孔 的总 岩进 心尺 长度 10% 之 0 和
六 张开度
张开度是指结构面两壁面间的垂直距离。 结构面两壁面一般不是紧密接触，使结构面实
际接触面积减少，导致结构面粘聚力降低和渗 透性增大。 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：