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文档之家› 第二章 岩块、结构面及岩体地质特征
第二章 岩块、结构面及岩体地质特征
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。
思考题一
1、岩块与岩体有哪些区别? 2、试比较土与岩有那些异同点?
1 3
2(C j 3 tg j ) (1 tg j ctg ) sin 2
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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 面各段长度之和(Σ a)与测 线长度的比值。
第二章 岩块和岩体的地质特征
§ 2.2 岩块的物质组成与结构特征
一、岩块的物质组成
岩块 力学性质主要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
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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。
(二)力学成因类型
岩 体 结 构 面 的 类 型 及 其 特 征
3.片麻理 4.板理及千枚理
受地形及原始结构 面和临空面产状控 制
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(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。 变质结构面:在变质过程中形成,分为残留结构面和重 结晶结构面。如千枚岩的千枚理面,板理面,片理、片麻理 2.构造结构面 是岩体形成后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、次生夹泥层和泥化夹层等。
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。
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二、岩块的结构特征
微结构面
颗粒形状 颗粒大小
削弱岩石强度,形成各向异性
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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。是岩体分类、岩体结构研究及结构面 统计模拟的对象。 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
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二、结构面的规模
按结构面的延伸长度、切割深度、破碎带宽度及力学效应分:
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。如断 层、层间错动带、软弱夹层等。影响工程岩体稳定。
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。控制工程岩体稳定 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(如滑坡、崩塌等)的边界面,直接威胁工程安 全稳定性
强度: 粒状、柱状>片状>鳞片状 强度: 粗粒<细粒
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三、岩块的风化程度
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) 岩块的风化程度可通过定性指标和某些定量指标 来表述。 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。
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(二)力学成因类型(岩体剪切和拉张破坏) 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 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。
第二章 岩块与岩体的地质特征
一、几个基本概念 二、岩块的物质组成与结构特征 三、结构面特征
四、岩体的结构特征
第二章 岩块与岩体的地质特征
一、 几个基本概念
1.岩石(Rock)矿物、岩屑的集合体。 2.结构面(ห้องสมุดไป่ตู้tructural 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。
风化
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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
vcp vrp
' cw
风化系数
kf cw
第二章 岩块、结构面和岩体的地质特征
硬质岩石按波速指标的风化分级表
《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)
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§ 2.3 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。包括物质分异面和不连 续面,如层面、不整合面、节理面、断层、片理面等 软弱结构面
一、结构面的成因类型 (一)地质成因类型
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;
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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。
滑移破坏
剪断破坏
劈裂拉张破坏
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: