巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)及巖體工程分類

1、第一節(jié) 巖體的結(jié)構(gòu)特征 第二節(jié) 巖體的力學(xué)性質(zhì) 第三節(jié) 巖體的工程分類,巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)及巖體工程分類,一、結(jié)構(gòu)面的成因類型,(一)地質(zhì)成因類型 原生結(jié)構(gòu)面 構(gòu)造結(jié)構(gòu)面 次生結(jié)構(gòu)面 (二)力學(xué)成因類型 張性結(jié)構(gòu)面 剪性結(jié)構(gòu)面,第一節(jié) 巖體的結(jié)構(gòu)特征,結(jié)構(gòu)面,巖體結(jié)構(gòu)面的類型及其特征,(一)地質(zhì)成因類型 1.原生結(jié)構(gòu)面巖體在成巖過程中形成的結(jié)構(gòu)面。 沉積結(jié)構(gòu)面是沉積巖在沉積和成巖過程中形成的，有層理面、軟弱夾層、沉積間斷面和不整合面等。 巖漿結(jié)構(gòu)面是巖漿侵入及冷凝過程中形成的結(jié)構(gòu)面，包括巖漿巖體與圍巖的接觸面、各期巖漿巖之間的接觸面和原生冷凝節(jié)理等。 變質(zhì)結(jié)構(gòu)面在變質(zhì)過程中形成，分為殘留結(jié)構(gòu)面

2、和重結(jié)晶結(jié)構(gòu)面。 2.構(gòu)造結(jié)構(gòu)面 是巖體形成后在構(gòu)造應(yīng)力作用下形成的各種破裂面，包括斷層、節(jié)理、劈理和層間錯動面等。 3.次生結(jié)構(gòu)面 是巖體形成后在外營力作用下產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)面，包括卸荷裂隙、風(fēng)化裂隙、次生夾泥層和泥化夾層等。,(二)力學(xué)成因類型 1、張性結(jié)構(gòu)面是由拉應(yīng)力形成的，如羽毛狀張裂面、縱張及橫張破裂面、巖漿巖中的冷凝節(jié)理等 特點：張開度大、連續(xù)性差、形態(tài)不規(guī)則、面粗糙，起伏度大及破碎帶較寬,易被充填,常含水豐富，導(dǎo)水性強(qiáng) 2、剪性結(jié)構(gòu)面是剪應(yīng)力形成的，破裂面兩側(cè)巖體產(chǎn)生相對滑移，如逆斷層、平移斷層以及多數(shù)正斷層等。 特點：連續(xù)性好，面較平直，延伸較長并有擦痕鏡面等。,走向、傾向、傾角 結(jié)

3、構(gòu)面與最大主應(yīng)力間的關(guān)系控制著巖體的破壞機(jī)理與強(qiáng)度。,（一） 結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀,據(jù)單結(jié)構(gòu)面理論，巖體中存在一組結(jié)構(gòu)面時，巖體的極限強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)面傾角間的關(guān)系為：,二、結(jié)構(gòu)面特征及其對巖體力學(xué)性質(zhì)的影響,結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性反映結(jié)構(gòu)面的貫通程度。 1、線連續(xù)性系數(shù)：指沿結(jié)構(gòu)面延伸方向，結(jié)構(gòu)面各段長度之和(a)與測線長度的比值。,K1變化在01之間，K1值愈大說明結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性愈好，當(dāng)K11時，結(jié)構(gòu)面完全貫通。 2、面連續(xù)性系數(shù)：指沿結(jié)構(gòu)面延伸方向，結(jié)構(gòu)面面積之和與總面積的比值。,（二）結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性,結(jié)構(gòu)面連續(xù)性分級表,結(jié)構(gòu)面的密度反映結(jié)構(gòu)面發(fā)育的密集程度。 1、線密度(Kd)是指結(jié)構(gòu)面法線方向單位測線長度

4、上交切結(jié)構(gòu)面的條數(shù)(條m)。 2、間距(d)則是指同一組結(jié)構(gòu)面法線方向上兩相鄰結(jié)構(gòu)面的平均距離。 Kd與d互為倒數(shù)關(guān)系 如果測線水平布置，且與結(jié)構(gòu)面法線的夾角為，結(jié)構(gòu)面的傾角為時:,（三）結(jié)構(gòu)面的密度,結(jié)構(gòu)面間距分級表,用線密度來估算巖體質(zhì)量指標(biāo)RQD(rock quality designation),巖體質(zhì)量指標(biāo)RQD：長度大于10cm的巖心長度之和與鉆孔總進(jìn)尺的百分比。, 結(jié)構(gòu)面的形態(tài)可以用側(cè)壁的起伏形態(tài)及粗糙度來反映。 結(jié)構(gòu)面?zhèn)缺诘钠鸱螒B(tài)分為：平直的、波狀的、鋸齒狀的、臺階狀的和不規(guī)則狀的。,側(cè)壁的起伏程度可用起伏角 (i)表示。,（四）結(jié)構(gòu)面的形態(tài),結(jié)構(gòu)面的粗糙度用粗糙度系JRC(

5、joint roughness coefficient)表示。 隨粗糙度的增大，結(jié)構(gòu)面的摩擦角也增大。 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)粗糙度剖面將結(jié)構(gòu)面的粗糙度系數(shù)劃分為10級。,結(jié)構(gòu)面的張開度是指結(jié)構(gòu)面兩壁面間的垂直距離。 結(jié)構(gòu)面兩壁面一般不是緊密接觸，使結(jié)構(gòu)面實際接觸面積減少，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)面粘聚力降低和滲透性增大。 如在層流條件下，平直而兩壁平行的單個結(jié)構(gòu)面的滲透系數(shù)(Kf)可表達(dá)為：,（五）結(jié)構(gòu)面的張開度,結(jié)構(gòu)面張開度分級表,（六）結(jié)構(gòu)面的充填膠結(jié)特征,結(jié)構(gòu)面膠結(jié)后力學(xué)性質(zhì)有所增強(qiáng)，F(xiàn)e質(zhì)膠結(jié)的強(qiáng)度最高，泥質(zhì)與易溶鹽類膠結(jié)的結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度最低，且抗水性差。,未膠結(jié)的結(jié)構(gòu)面，力學(xué)性質(zhì)取決于其充填情況，可分為：薄膜充填、

6、斷續(xù)充填、連續(xù)充填及厚層充填4類 1 薄膜充填是結(jié)構(gòu)面兩壁附著一層極薄的礦物膜，厚度多小于1mm，多明顯降低結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度。 2 斷續(xù)充填結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)與充填物性質(zhì)、壁巖性質(zhì)及結(jié)構(gòu)面的形態(tài)有關(guān)。 3 連續(xù)充填結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)主要取決于充填物性質(zhì)。 4 厚層充填結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)很差，主要取決于充填物性質(zhì)，巖體往往易于沿這種結(jié)構(gòu)面滑移而失穩(wěn)。,（七）結(jié)構(gòu)面的分級及其特征,三、 軟弱夾層,軟弱夾層是巖體中具有一定厚度的軟弱帶(層)，與兩盤巖體相比具有高壓縮和低強(qiáng)度等特征，在產(chǎn)狀上多屬緩傾角結(jié)構(gòu)面。 主要包括原生軟弱夾層、構(gòu)造及擠壓破碎帶、泥化夾層及其他夾泥層等。 特性： 1、由原巖的超固結(jié)膠結(jié)式結(jié)構(gòu)

7、變成了泥質(zhì)散狀結(jié)構(gòu) 或泥質(zhì)定向結(jié)構(gòu) 2、粘粒含量很高 3、含水量接近或超過塑限 4、密度比原巖小 5、常具有一定的脹縮性 6、力學(xué)性質(zhì)比原巖差 7、強(qiáng)度低 8、壓縮性高 9、易產(chǎn)生滲透變形,結(jié)構(gòu)面的組合關(guān)系 結(jié)構(gòu)面的組合關(guān)系控制著可能滑移巖體的幾何邊界條件、形態(tài)、規(guī)模、滑動方向及滑移破壞類型，它是工程巖體穩(wěn)定性預(yù)測與評價的基礎(chǔ)。 任何堅硬巖體的塊體滑移破壞，都必須具備一定的幾何邊界條件。因此，在研究巖體穩(wěn)定性時，必須研究結(jié)構(gòu)面之間及其與臨空面之間的組合關(guān)系，確定可能失穩(wěn)塊體的形態(tài)、規(guī)模和可能滑移方向等。 結(jié)構(gòu)面組合關(guān)系的分析可用赤平投影、立體投影和三角幾何計算法等進(jìn)行。,四、結(jié)構(gòu)體特征 結(jié)構(gòu)體

8、(structural element)指巖體中被結(jié)構(gòu)面切割圍限的巖石塊體。它不同于巖塊的概念。 結(jié)構(gòu)體的規(guī)模取決于結(jié)構(gòu)面的密度，密度愈小，結(jié)構(gòu)體的規(guī)模愈大,與結(jié)構(gòu)面對應(yīng),劃分為五級。 常用塊度模數(shù)（單位體積內(nèi)的級結(jié)構(gòu)體數(shù)) 或結(jié)構(gòu)體體積來表示結(jié)構(gòu)體規(guī)模。,結(jié)構(gòu)體的形狀示意圖,結(jié)構(gòu)體常見的形狀:柱狀、板狀、楔形、菱形 形狀不同，穩(wěn)定性不同。,五、 巖體的結(jié)構(gòu)類型劃分,塊狀結(jié)構(gòu)巖體,層壯結(jié)構(gòu)巖體,碎裂結(jié)構(gòu)巖體：,散體結(jié)構(gòu)巖體,第二節(jié) 巖體的力學(xué)性質(zhì),一、巖體的變形性質(zhì) 二、巖體的強(qiáng)度性質(zhì),一、巖體的變形性質(zhì),在受力條件改變時巖體的變形是巖塊變形和結(jié)構(gòu)變形的總和，而結(jié)構(gòu)變形通常包括結(jié)構(gòu)面閉合、充填

9、物的壓密及結(jié)構(gòu)體轉(zhuǎn)動和滑動等變形。,從巖體的定義：巖塊+結(jié)構(gòu)面=巖體 巖體變形=巖塊變形+結(jié)構(gòu)面閉合+充填物壓縮+其他變形,在一般情況下，巖體的結(jié)構(gòu)變形起著控制作用。,（一）結(jié)構(gòu)面的變形性質(zhì),1、法向變形特性,VVV,應(yīng)力-變形關(guān)系曲線,開始時隨著法向應(yīng)力增加，結(jié)構(gòu)面閉合變形迅速增長， n-V及n-V曲線均呈上凹型。當(dāng)n增到一定值時，n-V曲線變陡，并與n-V曲線大致平行。說明結(jié)構(gòu)面已基本上完全閉合，其變形主要是巖塊變形貢獻(xiàn)的。這時V則趨于結(jié)構(gòu)面最大閉合量V。 初始壓縮階段，含結(jié)構(gòu)面的巖塊變形V主要是由結(jié)構(gòu)面的閉合造成的。試驗表明，當(dāng)nMPa時，V/V可達(dá)，說明V占了很大一部分。 法向應(yīng)力n大

10、約從/3處開始，含結(jié)構(gòu)面的巖塊變形由以結(jié)構(gòu)面的閉合為主轉(zhuǎn)為以巖塊的彈性變形為主。,應(yīng)力-變形關(guān)系曲線特征,結(jié)構(gòu)面的n- V曲線大致為以VV為漸近線的非線性曲線?？捎贸跏挤ㄏ騽偠燃白畲箝]合量來確定，與結(jié)構(gòu)面的類型及壁巖性質(zhì)無關(guān) 。 結(jié)構(gòu)面的最大閉合量始終小于結(jié)構(gòu)面的張開度（）。這是因為結(jié)構(gòu)面是凹凸不平的，兩壁面間無論如何也不可能達(dá)到100的接觸。 結(jié)構(gòu)面的初始法向剛度是一個與結(jié)構(gòu)面在地質(zhì)歷史時期的受力歷史及初始應(yīng)力（）有關(guān)的量，其定義為n-V曲線原點處的切線斜率，即：,應(yīng)力-變形關(guān)系曲線特征,幾種結(jié)構(gòu)面的抗剪參數(shù)表,巖體結(jié)構(gòu)面直剪試驗結(jié)果表,便攜式直剪儀,脆性變形型 塑性變形型 結(jié)構(gòu)面變形與風(fēng)化

11、程度有關(guān) 結(jié)構(gòu)面的剪切剛度，隨法向應(yīng)力的增大而增大，隨結(jié)構(gòu)面的規(guī)模增大而降低。,2、剪切變形特性,二、巖體變形參數(shù)的測定及變形曲線類型,靜力法的基本原理：在選定的巖體表面、槽壁或鉆孔壁面上施加法向荷載，并測定其巖體的變形值；然后繪制出壓力-變形關(guān)系曲線，計算出巖體的變形參數(shù)。 動力法的基本原理：用人工方法對巖體發(fā)射(或激發(fā))彈性波(聲波或地震波)，并測定其在巖體中的傳播速度，然后根據(jù)波動理論求巖體的變形參數(shù)。,1、承壓板法,剛性承壓板法 柔性承壓板法,是與承壓板形狀與剛度有關(guān)的系數(shù)。 對于圓形板0.785；對于方形板0.886,2、鉆孔變形法,優(yōu)點：對巖體擾動??；可以在地下水位以下和相當(dāng)深的部

12、位進(jìn)行；試驗方向基本上不受限制，而且試驗壓力可以達(dá)到很大；在一次試驗中可以同時量測幾個方向的變形，便于研究巖體的各向異性。 缺點：試驗涉及的巖體體積小，代表性受到局限。,3、聲波法,選擇代表性測線，布置測點和安裝聲波儀 發(fā)生正弦脈沖，向巖體內(nèi)發(fā)射聲波 記錄縱、橫波在巖體中傳播的時間,常見巖石的縱、橫波速度值,常見巖體不同結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況下的縱波速度值,計算公式,4、狹縫法,幾種巖體用不同試驗方法測定的彈性模量,巖體的變形模量比巖塊的小，而且受結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度及風(fēng)化程度等因素影響十分明顯。 不同地質(zhì)條件下的同一巖體，其變形模量相差較大。 試驗方法不同、壓力大小不同，巖體變形模量不同。,巖體變形曲線類

13、型及其特征,1、法向變形曲線 直線型 上凹型 上凸型 復(fù)合型,直線型,通過原點的直線，其方程為pf(W)KW 加壓過程中W隨p成正比增加 巖體巖性均勻、結(jié)構(gòu)面不發(fā)育或結(jié)構(gòu)面分布均勻,巖體剛度大，不易變形，巖體較堅硬、完整、致密均勻、少裂隙，以彈性變形為主，接近于均質(zhì)彈性體。,巖體剛度低、易變形，由多組結(jié)構(gòu)面切割且分布較均勻或巖性較軟弱且均質(zhì)或平行層面加壓。有明顯的塑性變形和回滯環(huán)，非彈性變形。,陡直線型,緩直線型,上凹型,曲線方程為pf(W)，dp/dW隨p增大而遞增，dp/dW0 層狀及節(jié)理巖體多呈這類曲線,巖體剛度隨循環(huán)次數(shù)增加而增大，彈性變形成分較大。多為垂直層面加壓的較堅硬層狀巖體。,

14、卸壓曲線較陡，變形大部分為塑性變形。多為存在軟弱夾層的層狀巖體及裂隙巖體或垂直層面加壓的層狀巖體。,第二種情況,第一種情況,上凸型,曲線方程為pf(W)，dp/dW隨p增加而遞減，d2p/dW20。 結(jié)構(gòu)面發(fā)育且有泥質(zhì)充填的巖體、較深處埋藏有軟弱夾層或巖性軟弱的巖體常呈這類曲線。,復(fù)合型,p-W曲線呈階梯或“S”型。 結(jié)構(gòu)面發(fā)育不均或巖性不均勻的巖體，常呈此類曲線。,2、剪切變形曲線,峰值前曲線平均斜率小，破壞位移大；峰值后應(yīng)力降很小或不變。多為沿軟弱結(jié)構(gòu)面剪切。 峰值前曲線平均斜率較大，峰值強(qiáng)度較高。峰值后應(yīng)力降較大。多為沿粗糙結(jié)構(gòu)面、軟弱巖體及劇風(fēng)化巖體剪切。 峰值前曲線斜率大，線性段和非

15、線性段明顯，峰值強(qiáng)度高，破壞位移小。峰值后應(yīng)力降大，殘余強(qiáng)度較低。多為剪斷堅硬巖體。,（三）節(jié)理化巖體變形模量的估算,（1）用RMR值估算巖體變形模量,（2）用Q值估算縱波速度和巖體平均變形模量,二、巖體的強(qiáng)度性質(zhì)（一）結(jié)構(gòu)面的剪切強(qiáng)度,結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度分為抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度。 結(jié)構(gòu)面的抗拉強(qiáng)度非常小，?？珊雎圆挥?，所以一般認(rèn)為結(jié)構(gòu)面是不能抗拉的。 在工程荷載作用下，巖體破壞常沿某些軟弱結(jié)構(gòu)面的滑動破壞。 在巖體力學(xué)中，重點研究結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度。,1、平直無充填的結(jié)構(gòu)面 2、粗糙起伏無充填的結(jié)構(gòu)面 3、非貫通斷續(xù)的結(jié)構(gòu)面 4、具有充填物的軟弱結(jié)構(gòu)面,1、平直無充填的結(jié)構(gòu)面,平直無充填的結(jié)構(gòu)面包括剪應(yīng)

16、力作用下形成的剪性破裂面，如剪節(jié)理、剪裂隙等，發(fā)育較好的層理面與片理面。 特點是面平直、光滑，只具微弱的風(fēng)化蝕變。堅硬巖體中的剪破裂面還發(fā)育有鏡面、擦痕及應(yīng)力礦物薄膜等。 這類結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度大致與人工磨制面的摩擦強(qiáng)度接近，即：,2、粗糙起伏無充填的結(jié)構(gòu)面,剪切特點： 當(dāng)較小時，上盤巖塊上下運動，產(chǎn)生爬坡效應(yīng)，增大了 當(dāng)較大時，將剪斷凸起而運動，也增大了,（1）、規(guī)則鋸齒形結(jié)構(gòu)面 1）較小，剪脹作用,Patton公式,2）較大，啃斷效用,上式為法向應(yīng)力t時，結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度。剪斷凸起的條件為：,（2）、不規(guī)則起伏結(jié)構(gòu)面,自然界巖體中絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)面的粗糙起伏形態(tài)是不規(guī)則的，起伏角也不是常數(shù)。其強(qiáng)

17、度包絡(luò)線不是折線，而是曲線形式。,巴頓（arton，1973）對種不同粗糙起伏的結(jié)構(gòu)面進(jìn)行了試驗研究，提出了剪脹角的概念并用以代替起伏角，剪脹角（angle of dilatancy）的定義為剪切時剪切位移的軌跡線與水平線的夾角，即：,Barton 方程：,大量的試驗資料表明，一般結(jié)構(gòu)面的基本摩擦角u。因此，上式右邊的第二項應(yīng)當(dāng)就是結(jié)構(gòu)面的基本摩擦角u ，而第一項的系數(shù)取整數(shù)。,3、非貫通斷續(xù)的結(jié)構(gòu)面,假設(shè)沿整個剪切面上的應(yīng)力分布是均勻的，結(jié)構(gòu)面的線連續(xù)性系數(shù)為1,4、具有充填物的軟弱結(jié)構(gòu)面,具有充填物的軟弱結(jié)構(gòu)面包括泥化夾層和各種類型的夾泥層，其形成多與水的作用和各類滑錯作用有關(guān)。這類結(jié)構(gòu)面

18、的力學(xué)性質(zhì)常與充填物的物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)及充填程度和厚度等因素密切相關(guān)。,（二）巖體的剪切強(qiáng)度,巖體強(qiáng)度是指巖體抵抗外力破壞的能力。巖體的強(qiáng)度既不同于巖塊的強(qiáng)度，也不同于結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度，一般情況下，其強(qiáng)度介于巖塊與結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度之間。 巖體和巖塊一樣，巖體強(qiáng)度也有抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度之分。,巖體的剪切強(qiáng)度,巖體的剪切強(qiáng)度是指巖體內(nèi)任一方向剪切面，在法向應(yīng)力作用下所能抵抗的最大剪應(yīng)力。 剪切強(qiáng)度分為抗剪斷強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和抗切強(qiáng)度。 抗剪斷強(qiáng)度是指在任一法向應(yīng)力下，橫切結(jié)構(gòu)面剪切破壞時巖體能抵抗的最大剪應(yīng)力。 抗剪強(qiáng)度是指在任一法向應(yīng)力下，巖體沿已有破裂面剪切破壞時的最大應(yīng)力。 抗切強(qiáng)度是指剪切面上

19、的法向應(yīng)力為零時的抗剪斷強(qiáng)度。,（1）、原位巖體剪切試驗及其強(qiáng)度參數(shù)確定,雙千斤頂法直剪試驗,巖體剪應(yīng)力()-剪位移(u)曲線及法向應(yīng)力()-法向變形(W)曲線。 剪切強(qiáng)度曲線及巖體剪切強(qiáng)度參數(shù)Cm，m值,各類巖體的剪切強(qiáng)度參數(shù)表,巖體內(nèi)摩擦角與巖塊較接近，而內(nèi)聚力則大大低于巖塊。說明結(jié)構(gòu)面的存在主要是降低了巖體的連結(jié)能力，進(jìn)而降低其內(nèi)聚力。,（2）、巖體的剪切強(qiáng)度特征,巖體的剪切強(qiáng)度是具有上限和下限的值域，其強(qiáng)度包絡(luò)線也是有上限和下限的曲線族。上限是巖體的剪斷強(qiáng)度,下限是結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度。 應(yīng)力較低時，強(qiáng)度變化范圍較大，隨著應(yīng)力增大，范圍逐漸變小。 應(yīng)力高到一定程度時，包絡(luò)線變?yōu)橐粭l曲線，巖

20、體強(qiáng)度將不受結(jié)構(gòu)面影響而趨于各向同性體。,沿結(jié)構(gòu)面剪切(重剪破壞)時，巖體剪切強(qiáng)度最低，等于結(jié)構(gòu) 面的抗剪強(qiáng)度。 橫切結(jié)構(gòu)面剪切(剪斷破壞)時，巖體剪切強(qiáng)度最高。 沿復(fù)合剪切面剪切(復(fù)合破壞)時，其強(qiáng)度介于以上兩者之間。,堅硬巖石的強(qiáng)度曲線 軟弱巖石的強(qiáng)度曲線,節(jié)理化巖體強(qiáng)度的估算,巖體的壓縮強(qiáng)度分為單軸抗壓強(qiáng)度和三軸壓縮強(qiáng)度。 在生產(chǎn)實際中，由于原位巖體強(qiáng)度試驗費用高昂而周期長，一般情況下，難于普遍采用。,單軸壓縮,三軸壓縮,1、利用單結(jié)構(gòu)面理論估算巖體強(qiáng)度,巖體的強(qiáng)度(13)隨結(jié)構(gòu)面傾角的變化而變化。 當(dāng)j或90時，巖體不可能沿結(jié)構(gòu)面破壞，而只能產(chǎn)生剪斷巖體破壞。 只有當(dāng)12時，巖體才能沿

21、結(jié)構(gòu)面破壞。,單結(jié)構(gòu)面理論,單結(jié)構(gòu)面理論,當(dāng)45j2時，巖體強(qiáng)度取得最低值,3=0,單結(jié)構(gòu)面理論,含多組結(jié)構(gòu)面，且假定各組結(jié)構(gòu)面具有相同的性質(zhì)時，可分步運用單結(jié)構(gòu)面理論確定巖體強(qiáng)度包線及巖體強(qiáng)度。 隨結(jié)構(gòu)面組數(shù)的增加，巖體的強(qiáng)度趨向于各向同性，并被大大削弱，且多沿復(fù)合結(jié)構(gòu)面破壞。 含四組以上結(jié)構(gòu)面巖體的強(qiáng)度可按各向同性考慮。 當(dāng)3接近于mc時，可視為各向同性體。,2、利用Hoek-Brown經(jīng)驗強(qiáng)度方程估算巖體強(qiáng)度,M、S、A、B、T為與巖性及結(jié)構(gòu)面情況有關(guān)的常數(shù)，根據(jù)巖體性質(zhì)查表確定。,巖體質(zhì)量和經(jīng)驗常數(shù)之間關(guān)系表,巖體工程分類既是工程巖體穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)，也是評價巖體工程地質(zhì)條件的一個重要

22、途徑。巖體工程分類實際上是通過巖體的一些簡單和容易實測的指標(biāo)，把工程地質(zhì)條件和巖體的力學(xué)性質(zhì)聯(lián)系起來，并借鑒已建工程設(shè)計、施工和處理等方面成功與失敗的經(jīng)驗教訓(xùn)，對巖體進(jìn)行歸類的一種工作方法。其目的是通過分類，概括地反映各類工程巖體的質(zhì)量好壞，預(yù)測可能出現(xiàn)的巖體力學(xué)問題。為工程設(shè)計、加固、建筑物選型和施工方法選擇等提供參數(shù)和依據(jù)。 目前國內(nèi)外已提出的巖體分類方案得到大家共識的有數(shù)十種之多，多以考慮地下洞室圍巖穩(wěn)定性為主。有定性的，也有定量或半定量的，有單一因素分類，也有考慮多種因素的綜合分類。各種方案所考慮的原則和因素也不盡相同，但巖體的完整性和成層條件、巖塊強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況和地下水等因素都

23、不同程度地考慮到了。下面主要介紹幾種國內(nèi)外在水工建設(shè)工程中應(yīng)用較廣、影響較大的分類方法。,第三節(jié) 巖體的工程分類,方法：通過巖體的一些簡單和容易實測的指標(biāo)，把工程地質(zhì)條件和巖體力學(xué)性質(zhì)參數(shù)聯(lián)系起來，并借鑒已建工程設(shè)計、施工和處理等方面成功與失敗的經(jīng)驗教訓(xùn)，對巖體進(jìn)行歸類的一種工作方法。 目的：通過分類，概括地反映各類工程巖體的質(zhì)量好壞，預(yù)測可能出現(xiàn)的巖體力學(xué)問題。為工程設(shè)計、支護(hù)襯砌、建筑物選型和施工方法選擇等提供參數(shù)和依據(jù)。,美國伊利諾斯大學(xué)用巖體質(zhì)量指標(biāo)RQD來表示巖石的完整性。 采用直徑為75mm的雙層巖心管金剛石鉆進(jìn)，提取直徑為54mm的巖心，將長度小于10cm的破碎巖心及軟弱物質(zhì)剔除，然