岩体力学性质PPT课件

1、13 岩体力学性质33.1 岩体结构主要内容 1 岩体结构要素岩体结构要素 2 结构面类型结构面类型 3 结构面分级及其特性结构面分级及其特性 4 结构面状态结构面状态 5 岩体结构类型岩体结构类型43.1.1 岩体结构要素的）于板状结构体（长厚比大块状结构体（短轴的）结构体夹泥的，夹层软弱结构面干净的坚硬结构面结构面岩体结构要素（单元）1553.1.2 结构面（structural plane)类型1成因类型地质类型原生结构面沉积结构面层面、层理、沉积间断面（不整合面、假整合面）、原生软弱夹层火成结构面流层、流线、火山岩流接触面，蚀变带、挤压破碎带、原生节理变质结构面片理、板理、软弱夹层63

2、.1.2 结构面（structural plane)类型2成因类型地质类型构造结构面劈理节理断层层间破碎夹层73.1.2 结构面（structural plane)类型3成因类型地质类型次生结构面卸 荷 裂 隙爆 破 裂 隙风 化 裂 隙风 化 夹 层泥 化 夹 层83.1.3 结构面分级及其特性结构面分级及其特性1级序分级依据地质类型力学属性对岩体稳定性影响i级延伸数十公里深度可切穿一个构造层破碎带宽度在数米、数十米以上区域性深大断裂或大断裂属于软弱结构面，构成独立的力学介质单元影响区域稳定性是岩体变形或破坏的控制条件，形成岩体力学作用边界。93.1.3 结构面分级及其特性2级序分级依据 地

3、质类型力学属性对岩体稳定性影响ii级延伸数百米至数公里，破碎带宽度比较窄，几厘米至数米不整合面假整合面原生软弱夹层层间错动带风化夹层属于软弱结构面形成块裂边界控制山体稳定性与i级结构面可形成大规模的块体破坏，即控制岩体变形和破坏方式。103.1.3 结构面分级及其特性3级序分级依据地质类型力学属性对岩体稳定性影响iii级延展十米或数十米，无破碎带，面内不含泥，有泥膜。在一个地质时代地层中分布。各种类型的断层原生软弱夹层层间错动带等多数属于坚硬结构面少数属软弱结构面。控制岩体的稳定性与i、ii级结构面组合可形成不同规模的块体破坏划分ii类岩体结构的重要依据113.1.3 结构面分级及其特性4级序

4、分级依据地质类型力学属性对岩体稳定性影响iv级延展数米，未错动，不夹泥，有的呈弱结合状态，统计结构面节理、劈理、片理、层理、卸荷裂隙等。坚硬结构面划分ii类岩体结构的基本依据是岩体力学性质和结构效应基础破坏岩体的完整性，与其他结构面形成不同类型边坡破坏方式。123.1.3 结构面分级及其特性5级序分级依据地质类型力学属性对岩体稳定性影响v级连续性极差、刚性接触的细小或隐微裂面，统计结构面微小节理隐微裂隙线理等。硬性结构面分布随机，降低岩块强度，是岩块力学性质效应基础。若十分密集，又因风化，形成松散介质。133.1.4 结构面状态结构面状态1）结构面）结构面贯通类型贯通类型和和连续性连续性a.

5、贯通类型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 14b. 连续性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) k1变化在01之间变化,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。15面连续性系数（面切割度）xe：在岩体中沿结构面延展平面上，结构面各块面积之和a与该断面面积a之比 xe=a/axe

6、变化在01之间变化；xe值愈大说明结构面的连续性愈好；当xe =1时，结构面完全贯。当xe =0时，岩体完整。16岩体按切割度xe的分类表名称切割度xe完整的0.10.2弱节理化0.20.4中等节理化0.40.6强节理化0.60.8完全节理化0.81.017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 描 述 迹长(m) 很低连续性 2018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

7、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/l ， d =1/kd=l/n2）结构面）结构面密集程度密集程度19按结构面间距d的分级表 描 述 削 距(mm) 极密集的间距 600020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

8、。21裂隙度k与的线密度kd关系：假设假设测线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割程度。xv k xe223）结构面）结构面产状：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。234）结构面）结构面形态：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

9、岩土工程研究所(norwegian geotechnical iinsitute)255）结构面）结构面张开度：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。描 述结构面张开度(mm)张开情况很紧密紧 密部分张开10裂开结构面很宽的极宽的似洞穴的10100100l 0001000张开结构面结构面按张开度分级266）结构面）结构面的的胶结胶结充填物：充填物：a.胶结充填物成分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

10、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。273.1.5 岩体结构类型岩体结构类型1岩体构类型岩体地质类型主要结构体形状结构面发育情况岩土工程特征可能发生的岩上工程问题整体状结构均质，巨块状岩浆岩、变质岩巨厚层沉积岩、正变质岩巨块状以原生构造节理为主多呈闭合型，裂隙结构面间距大于1.5m,一般不超过l2组无危险结构面组成的落石掉块整体性强度高，岩体稳定，可视为均质弹性各向同性体不稳定结构体的局部滑动或坍深埋洞室的岩爆283.1.5 岩体结构类型岩体结构类型2岩体构类型岩体地

11、质类型主要结构体形状结构面发育情况岩土工程特征可能发生的岩上工程问题块状结构厚层状机积岩、正变质岩、块状岩浆岩、变质岩块状柱状只具有少量贯穿性较好的节理裂隙裂隙结构面问距0.71.5m。一般为23组有少量分离体整体强度较高结构面互相牵制岩基本稳定，接近弹性各向同性体不稳定结构体的局部滑动或坍塌深埋洞室的岩爆293.1.5 岩体结构类型岩体结构类型3岩体构类型岩体地质类型主要结构体形状结构面发育情况岩土工程特征可能发生的岩上工程问题层状结构多韵律的薄层及中厚层状沉积岩、副变质岩层状板状透镜体有层理、片理、节理带有层间错动面接近均一的各向异性体其变形及强度特征受层面及岩层组合控可视为弹塑性体稳定性较差不稳定结构体可能产生滑塌特别是岩层的弯张破坏及软弱岩层的塑性变形303.1.5 岩体结构类型岩体结构类型4岩体构类型岩体地质类型主要结构体形状结构面发育情况岩土工程特征可能发生的岩上工程问题碎裂状结构构造影严重的破碎岩层碎块状断层、断层破碎带、片理、层理及层间结构面较发育，裂隙结构面 间距0.250.5m，一般在3组以上由许多分离体形成完整性破坏较大，整体强度很低并受断裂等软弱结构面控制，多呈弹塑性介稳定性很差易引起规模较大的岩体失稳、地下水加剧岩体失稳313.1.5 岩体结