《岩体分类与方法》课件

岩体分类与方法by课程目标了解岩体的基本概念和分类方法。掌握各种岩体分类系统的特点和应用。能够根据具体工程条件选择合适的岩体分类方法。岩体性质概述岩体是指地壳中由岩石和各种地质构造组成的复杂系统。岩体是由岩石、结构面、地下水等因素构成，是一个多相、多尺度、非均质的复杂系统。岩体性质是工程建设中的重要因素，它直接影响工程的安全性和稳定性。为了更好地理解岩体性质，我们需要进行岩体分类和分析。岩体的定义岩石的集合体岩体是由多种岩石类型、结构和工程地质条件组成的复杂地质体。相互作用岩体中的岩石、结构面和地下水等因素相互作用，影响岩体的整体性质和行为。工程问题理解岩体定义对于评估岩体工程性质、预测岩体工程行为和解决岩体工程问题至关重要。岩体的基本特征1不均匀性岩体是由各种岩石、矿物和空隙组成的复杂系统，其物理性质和力学性质在空间上分布不均匀。2结构复杂性岩体内部存在着各种各样的结构面，如节理、裂隙、断层等，这些结构面会影响岩体的强度、变形和渗透性。3非连续性岩体内部存在着各种各样的空隙，如孔隙、裂隙、溶洞等，这些空隙会导致岩体的强度和刚度降低。4时间依赖性岩体的性质会随着时间的推移而发生变化，例如风化、侵蚀、水的作用等，这些变化会影响岩体的稳定性。岩体分类的重要性安全评估准确的岩体分类有助于评估岩体稳定性，识别潜在的风险，并采取相应的安全措施，保障工程建设的安全性。工程设计岩体分类为工程设计提供重要的基础数据，指导优化工程设计方案，提高工程的可靠性和经济性。开采方案制定岩体分类有助于确定岩体的开采难易程度，为开采方案的制定提供依据，提高开采效率和安全性。岩体分类的依据岩体结构节理、断层、层理和片理的分布、规模、特征岩体质量岩体完整性、风化程度、破碎程度、软弱夹层岩体物理力学性质强度、变形、渗透性、弹性波速等工程地质条件地质构造、水文地质条件、地貌条件岩体结构分类节理岩石裂隙发育程度、空间分布特征以及相互关系的描述。层理沉积岩中由不同岩性或结构的岩层交替排列形成的层状构造。片理变质岩中由于定向排列的矿物晶体形成的平行排列的结构面。断层岩石发生断裂并发生显著位移的构造。岩体结构的基本单元1节理岩石裂隙面，是岩体结构的基本单元。2断层岩石断裂面，造成岩体结构的破坏。3层理岩层形成过程中的沉积层，影响岩体结构的稳定性。节理分类结构面类型节理是指岩石中的一种断裂，其两侧岩石没有明显的位移。节理是岩体结构的基本单元之一，对岩体的物理力学性质、工程特性等方面具有重要影响。分类依据节理分类的依据主要包括：成因、形态、产状、性质等。例如，根据成因可以将节理分为构造节理、风化节理、卸荷节理等；根据形态可以将节理分为平面节理、曲面节理、锯齿状节理等；根据产状可以将节理分为水平节理、倾斜节理、垂直节理等；根据性质可以将节理分为张性节理、剪性节理、混合性节理等。层理分类水平层理水平层理代表沉积物在水平方向上均匀沉积。交错层理交错层理表示沉积物在倾斜的方向上堆积，形成斜层理。递变层理递变层理表示沉积物颗粒大小从底部向上逐渐变细。片理分类岩层结构片理通常与岩层结构平行，反映了岩层形成时的沉积环境和后期构造运动的影响。方向性片理具有明显的定向排列特征，可以通过测量片理走向和倾角来确定其空间位置。尺度变化片理的规模可以从厘米级到米级不等，需要根据实际情况进行分类和描述。断层分类正断层：上盘相对下降逆断层：上盘相对上升平移断层：两盘沿断层面水平滑动岩体质量分类安全评估岩体质量是工程建设安全评估的关键因素，影响工程稳定性和安全性。工程设计根据岩体质量分类，选择合适的工程设计方案，优化工程结构，提高工程效益。施工方案岩体质量分类直接影响施工方案选择，例如开挖方法、支护方式等。RQD分类RQD值岩体质量描述90-100非常好的岩体75-90良好的岩体50-75中等岩体25-50较差的岩体0-25极差的岩体RMR分类100岩石质量90结构面75地下水25强度RMR分类系统是一种岩体质量分类系统，主要考虑了岩体中的岩石质量、结构面特征、地下水状况和岩石强度等因素。RMR值越高，岩体质量越好，反之则越差。Q系统分类GSI分类1完整性2结构3块体尺寸工程地质分类岩体类型根据岩体的结构、强度和完整性等特征进行分类，例如：坚硬岩体、中等岩体、软弱岩体等。岩体物理力学性质根据岩体的抗压强度、抗剪强度、变形模量等物理力学性质进行分类，例如：高强度岩体、低强度岩体等。岩体水文地质条件根据岩体的渗透性、含水量、地下水类型等水文地质条件进行分类，例如：干燥岩体、湿润岩体等。岩体物理力学性质分类1抗压强度岩石承受压缩载荷的能力。2抗剪强度岩石承受剪切力的能力。3变形模量岩石抵抗变形的能力。4弹性波速弹性波在岩石中传播的速度。岩体抗压强度分类分类抗压强度(MPa)描述极硬岩>250抗压强度很高，极难破碎。硬岩100-250抗压强度高，较难破碎。中硬岩50-100抗压强度中等，易破碎。软岩25-50抗压强度低，易破碎。极软岩<25抗压强度极低，极易破碎。岩体抗剪强度分类岩体变形模量分类岩体弹性波速分类波速范围(m/s)岩体类型5000-8000完整坚硬岩体3000-5000中等强度岩体1000-3000破碎软弱岩体岩体渗透性分类1低渗透岩体结构致密，裂隙发育程度低，渗透系数小于10^-6m/s2中等渗透裂隙发育程度中等，渗透系数介于10^-6m/s至10^-3m/s之间3高渗透裂隙发育程度高，渗透系数大于10^-3m/s岩体开采难易程度分类易开采岩体完整，节理发育程度低，岩体强度高，开采难度小，开采效率高，成本低。中等开采岩体完整性中等，节理发育程度中等，岩体强度中等，开采难度中等，开采效率中等，成本中等。难开采岩体破碎，节理发育程度高，岩体强度低，开采难度大，开采效率低，成本高。岩体勘探方法地质调查包括地质文献资料收集、地质地貌调查、地质剖面测量等。物探方法利用物理现象探测地下岩体性质，例如地震勘探、电法勘探等。钻探钻取岩芯，进行岩性、结构、物理力学性质等分析。坑探开挖探坑，观察岩体原位情况，进行物理力学性质测试。工程勘察结合工程设计要求，进行详细的岩体勘察，为工程建设提供可靠依据。岩体勘探技术1钻探获取岩心，分析岩体结构和物理力学性质2物探利用地震波、电磁波等探测岩体内部结构和性质3水文地质勘探研究地下水运动规律和水文地质条件岩体勘探实践案例通过实际工程案例，展示岩体勘探方法在工程实践中的应用。例如：水利水电工程、