巖體結(jié)構(gòu)的基本類型

1、目錄、結(jié)構(gòu)體的類型和巖體結(jié)構(gòu)特征 錯誤 !未定義書簽1. 結(jié)構(gòu)體的類型 錯誤 !未定義書簽2. 巖體結(jié)構(gòu)特征 錯誤 !未定義書簽3、組成 錯誤 !未定義書簽4、結(jié)構(gòu)面 錯誤 !未定義書簽5、結(jié)構(gòu)體 錯誤 !未定義書簽6、類型 錯誤 !未定義書簽7、力學(xué)效應(yīng) 錯誤 !未定義書簽、巖層產(chǎn)狀的記錄方法 錯誤 !未定義書簽結(jié)構(gòu)體的類型和巖體結(jié)構(gòu)特征1. 結(jié)構(gòu)體的類型由于各種成因的結(jié)構(gòu)面的組合，在巖體中可形成大小、形狀不同的結(jié)構(gòu)體。巖體中結(jié)構(gòu)體的形狀和大小是多種多樣的，但根據(jù)其外形特征可大致歸納為：柱狀、塊狀、板狀、楔形、菱形和錐形等六種基本形態(tài)。當(dāng)巖體強烈變形破碎時，也可形成片狀、碎塊狀、鱗片狀等 形

2、式的結(jié)構(gòu)體。結(jié)構(gòu)體的形狀與巖層產(chǎn)狀之間有一定的關(guān)系，例如：平緩產(chǎn)狀的層狀巖體中，一般由層面（或順層裂隙）與平面上的“ X”型斷裂組合，常將巖體切割成方塊體、 三角形柱體等；在陡立的巖層地區(qū)，由于層面（或順層錯動面）、斷層與剖面的上“ X”型斷裂組合，往往形成塊體、錐形體和各 種柱體。結(jié)構(gòu)體的大小，可用體積裂隙數(shù) Jv來表示。其定義是：巖體單位體積通過的總裂隙數(shù) （裂隙數(shù)/ m3），表達式為:(16-4-1)式中的Si為巖體內(nèi)第i組結(jié)構(gòu)面的間距；為該組結(jié)構(gòu)面的裂隙數(shù)（裂隙數(shù)/ m）o根據(jù)Jv值的大小可將結(jié)構(gòu)體的塊度進行分類（表16-4-2） o結(jié)構(gòu)體塊度（大小）分類 表16-4-2塊度描述巨型塊

3、體大型塊體中型塊體小型塊體碎塊體體積裂隙數(shù)jv（裂隙數(shù)/ m）302. 巖體結(jié)構(gòu)特征巖體結(jié)構(gòu)是指巖體中結(jié)構(gòu)面與結(jié)構(gòu)體的組合方式。巖體結(jié)構(gòu)的基本類型可分為整體塊狀結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)和散體結(jié)構(gòu)，它們的地質(zhì)背景、結(jié)構(gòu)面特征和結(jié)構(gòu)體特征等列于表16-4-3中。（三）巖體的工程地質(zhì)特性巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)首先取決于巖體結(jié)構(gòu)類型與特征，其次才是組成巖體的巖石的性質(zhì)（或結(jié)構(gòu)體本身的性質(zhì)）。不同結(jié)構(gòu)類型巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)：1.整體塊狀結(jié)構(gòu)巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)整體塊狀結(jié)構(gòu)巖體因結(jié)構(gòu)面稀疏、延展性差、結(jié)構(gòu)體塊度大且常為硬質(zhì)巖石，故整體強度高、變形特征接近于各向同性的均質(zhì)彈性體，變形模量、承載能力與抗滑能力均較高

4、，抗風(fēng)化能力一般也較強，所以這類巖體具有良好的工程地質(zhì)性質(zhì)。巖體結(jié)構(gòu)的基本類型表16-4-3結(jié)構(gòu)類型地質(zhì)冃景結(jié)構(gòu)面特征結(jié)構(gòu)體特征類亞類形態(tài)強度(MPa)整體塊整體結(jié)構(gòu)巖性單一，構(gòu)造變形 輕微的巨厚層巖層及 火成巖體，節(jié)理稀少結(jié)構(gòu)面少，13組，延展性 差，多呈閉合狀，一般無充填 物，巨型塊體60狀結(jié)構(gòu)tan 塊狀結(jié)構(gòu)巖性單一，構(gòu)造變形 輕微中等的厚層巖 體及火成巖體，節(jié)理 一般發(fā)育，較稀疏結(jié)構(gòu)面23組，延展性差，多閉合狀，一般無充填物，層面 有疋纟口合力，tan -大型的方塊 體、菱塊體、柱體一般 60層 狀層狀結(jié)構(gòu)構(gòu)造變形輕微一中等 的中厚層狀巖體（單層厚30cm），節(jié)理中等發(fā) 育，不密集結(jié)構(gòu)

5、面23組，延展性較好， 以層面、層理、節(jié)理為主，有時有層間錯動面和軟弱夾層，層面結(jié)合力不強，tan =大一中型層 塊體、柱體、 菱柱體30結(jié)構(gòu)薄層（板）狀 結(jié)構(gòu)構(gòu)造變形中等強烈的薄層狀巖體（單層厚30cm），節(jié)理中等發(fā)育，不密集結(jié)構(gòu)面23組，延展性較好， 以層面、節(jié)理、層理為主，不 時有層間錯動面和軟弱夾層， 結(jié)構(gòu)面一般含泥膜，結(jié)合力差，tan大一中型的 板狀體、板 楔體一般1030碎裂 結(jié) 構(gòu)鑲嵌結(jié)構(gòu)脆硬巖體形成的壓碎 巖，節(jié)理發(fā)育，較密集結(jié)構(gòu)面23組，以節(jié)理為 主，組數(shù)多，較密集，延展性 較差，閉合狀，無一少量充填 物，結(jié)構(gòu)面結(jié)合力不強，tan形態(tài)大小不 一，棱角顯 著，以中小型塊體為主6

6、0層狀破裂結(jié)構(gòu)3、組成巖體內(nèi)巖塊的組合排列形式。巖體結(jié)構(gòu)是由結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體2個基本單元組成。4、結(jié)構(gòu)面巖體內(nèi)存在的不同成因、不同特性的各種地質(zhì)界面的統(tǒng)稱。如層面、節(jié)-! %忡際丹3- P什宛-怕抽堆Lr節(jié)山叫H. I. 槍址峠:滬起牛M.：計;以吆屏:卅形式N N R 國理、斷層、裂隙等。結(jié)構(gòu)面不是幾何學(xué)上的面，而往往是具有一定張開 度的裂縫，或被一定物質(zhì)充填，具有一定厚度的層或帶。按成因 ，結(jié)構(gòu)面 可分為：沉積或成巖過程中產(chǎn)生的層面、夾層、冷凝節(jié)理等原生結(jié)構(gòu)面； 構(gòu)造作用下形成的斷層、 節(jié)理等構(gòu)造結(jié)構(gòu)面；變質(zhì)作用下所產(chǎn)生的片理、 片麻理等變質(zhì)結(jié)構(gòu)面；還有在外營力作用下形成的風(fēng)化裂隙、卸荷裂隙

7、 等次生結(jié)構(gòu)面。按規(guī)模（主要是長度），可將結(jié)構(gòu)面分為5級：（幾十至上百公里，十幾公里，幾公里，幾米至幾十米和厘米級）。它們分級或 共同控制著區(qū)域、地區(qū)、山體、巖體的穩(wěn)定性和巖塊的力學(xué)特性。按性 質(zhì)，結(jié)構(gòu)面可分為硬性（剛性）結(jié)構(gòu)面和軟弱結(jié)構(gòu)面。硬性結(jié)構(gòu)面的摩 擦系數(shù)較大，多數(shù)沒有充填物。軟弱結(jié)構(gòu)面的摩擦系數(shù)相對較小，延伸 較長，且普遍充填粘土、泥、巖石碎塊等物質(zhì)。按物質(zhì)組成和微結(jié)構(gòu)形 態(tài)，軟弱結(jié)構(gòu)面分為原生軟弱夾層、斷層和層間錯動破碎帶、軟弱泥化 帶（或夾層）等3種類型。某些充填泥質(zhì)或粘土薄膜的大節(jié)理，也可構(gòu) 成軟弱結(jié)構(gòu)面。軟弱結(jié)構(gòu)面是巖體中最容易產(chǎn)生變形和破壞的部位。它 常常成為危險的切割面、

8、滑移面或構(gòu)成有害的壓縮變形帶，導(dǎo)致巖體產(chǎn) 生不允許的變形或失穩(wěn)。因此，當(dāng)工程巖體中存在軟弱結(jié)構(gòu)面時，除了 要研究它們的幾何形態(tài)、結(jié)合狀況、空間分布和填充物質(zhì)等方面外，還 要特別注意對其物質(zhì)組成、厚度、微觀結(jié)構(gòu)、在地下水作用下工程地質(zhì) 性質(zhì)（潛蝕、軟化）的變化趨勢、受力條件和所處的工程部位，以及它 們的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)等，進行專門的試驗研究，并對其對巖體穩(wěn)定性的影 響作出定量的分析評價，提出工程處理措施。5、結(jié)構(gòu)體巖體受結(jié)構(gòu)面切割而成的塊體或巖塊。隨著結(jié)構(gòu)面的分級，相應(yīng)地結(jié)構(gòu) 體也可分級。視研究問題的不同，所選取的結(jié)構(gòu)體等級是不一的。幾級結(jié)構(gòu) 體綜合疊加影響居多。由于不同級別、不同性質(zhì)、不同產(chǎn)狀以及

9、不同發(fā)育程 度的結(jié)構(gòu)面的組合，結(jié)構(gòu)體幾何形態(tài)、單體大小可迥然不同。巖性的變化， 也均關(guān)系著巖體的完整性、堅強性，從而決定著巖體的所屬介質(zhì)類型。 6類型按結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體組合形式，尤其是結(jié)構(gòu)面性狀，可將巖體劃分如下結(jié) 構(gòu)類型：整體塊狀結(jié)構(gòu)，包括整體（斷續(xù)）結(jié)構(gòu)、塊狀結(jié)構(gòu)和菱塊狀結(jié)構(gòu);層狀結(jié)構(gòu)，包括層狀結(jié)構(gòu)和薄層 （板狀）結(jié)構(gòu)；碎裂結(jié)構(gòu)，包括鑲嵌結(jié)構(gòu)、 層狀碎裂結(jié)構(gòu)和碎裂結(jié)構(gòu)；散體結(jié)構(gòu)，包括塊夾泥結(jié)構(gòu)和泥夾塊結(jié)構(gòu)等。7、力學(xué)效應(yīng)結(jié)構(gòu)對巖體力學(xué)性能的影響。巖體在力學(xué)作用和力學(xué)性質(zhì)上有明顯的結(jié)構(gòu)效應(yīng)，結(jié)構(gòu)類型不同，力學(xué)效應(yīng)不一。若巖體內(nèi)存在著軟弱結(jié)構(gòu)面，則巖 體結(jié)構(gòu)力學(xué)效應(yīng)主要受它控制，而且取決于它的充

10、填度（即充填物在結(jié)構(gòu)面內(nèi) 填充程度）、充填物成分與結(jié)構(gòu)、充填物厚度以及結(jié)構(gòu)面的起伏度（即結(jié)構(gòu)面 的起伏程度，常用起伏差即起伏最大值表示）。其中又以充填物厚度、充填 度和起伏度最為重要。厚度大小與物質(zhì)成分有關(guān)，一般顆粒越粗厚度越大；反之，顆粒越細，厚度越小。設(shè)充填物厚度為h,結(jié)構(gòu)面起伏差為H,定義為充填度。起伏的結(jié)構(gòu)面內(nèi)充填物的充填度越大，結(jié)構(gòu)面抗剪強度越低。當(dāng)充填度 大于200%左右時，結(jié)構(gòu)面強度便穩(wěn)定于一定的水平上；即與軟弱充填物質(zhì)的 強度相當(dāng)，這種關(guān)系稱之為充填度的力學(xué)效應(yīng)。結(jié)構(gòu)面起伏度用起伏差及起伏角表示。起伏差的力學(xué)效應(yīng)常與充填度相 聯(lián)系。起伏角a為迎著受力方向結(jié)構(gòu)面的仰角，又稱為爬坡

11、角。結(jié)構(gòu)面具 有爬坡角為a的起伏時，其抗剪強度中的摩擦角a將增加a，即 a= j+ aj為平直結(jié)構(gòu)面的基本摩擦角。多組四級結(jié)構(gòu)面（如節(jié)理）發(fā)育的巖體結(jié)構(gòu)類型的力學(xué)效應(yīng)主要取決于 結(jié)構(gòu)面密度（單位尺寸上的結(jié)構(gòu)面數(shù)）、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀（結(jié)構(gòu)面出露的空間方 位）及結(jié)構(gòu)面組數(shù)3個方面。巖體強度（變形參數(shù)也同樣）隨著巖體內(nèi)含的 結(jié)構(gòu)面組數(shù)和結(jié)構(gòu)體數(shù)增多而降低。結(jié)構(gòu)面對巖體破壞影響有一定的范圍。 當(dāng)結(jié)構(gòu)面傾角大于或小于a min時，結(jié)構(gòu)面對巖體破壞便沒有影響。當(dāng)結(jié)構(gòu)面傾角介于和a min之間時，巖體強度則隨著結(jié)構(gòu)面傾角而變化，在 a =30。土?xí)r，出現(xiàn)強度最低值。在多組結(jié)構(gòu)面發(fā)育的巖體，結(jié)構(gòu)面對巖體力 學(xué)作用和力學(xué)性質(zhì)的影響，是各組結(jié)構(gòu)面力學(xué)效應(yīng)的疊加。顯然，結(jié)構(gòu)面組 數(shù)越多，巖體力學(xué)性質(zhì)越均勻化。整體結(jié)構(gòu)巖體的力學(xué)效應(yīng)規(guī)律基本上與節(jié)理化巖體相近。以單軸抗壓強 度為例，節(jié)理化巖體僅相當(dāng)于巖塊抗壓強度的1/3至1/10,而整體結(jié)構(gòu)巖體的單軸抗壓強度可相當(dāng)于巖塊的1/2至1/3。、巖層產(chǎn)狀的記錄方法如用方位角羅盤測量，測得某地層走向是 330、傾向為 240、傾角為 50， 記做330 /SM 50,或記做240/ 50 （即只記傾向與傾角即可）。如果用 方位角羅盤測量但要用象限角記錄時，則需把方位角換算成象限角，再作記錄。如上述地層產(chǎn)狀其走向應(yīng)為 丫 =3