巖體的地質(zhì)特征

1、 2.1 幾個基本概念2.2 巖塊及其特征 粘土礦物粘土礦物硅酸鹽類礦物硅酸鹽類礦物碳酸鹽類礦物碳酸鹽類礦物氧化物類礦物氧化物類礦物二、巖塊的結(jié)構(gòu)特征微結(jié)構(gòu)面 削弱巖石強度，形成各向異性顆粒大小 強度： 粗粒細粒n巖塊的風化程度可用定性指標定性指標和某些定量指標定量指標表述n定性指標主要有：顏色、礦物蝕變程度、破碎程度及開挖錘擊技術(shù)特征等顏色、礦物蝕變程度、破碎程度及開挖錘擊技術(shù)特征等。n定量指標主要有風化空隙率指標風化空隙率指標和波速指標波速指標等。n風化空隙率指標(Iw)是快速浸水后風化巖塊吸入水的質(zhì)量與干燥巖塊質(zhì)量之比。n波速指標 波速比波速比 風化系數(shù)風化系數(shù) rpcpvvvk cwc

2、wfk 2.3 結(jié)構(gòu)面地質(zhì)特征 及對巖體力學性質(zhì)的影響3132()(1)sin2jjmjCtgtgctg1111(a)(b)(c)11baaK1a1b1a2b2a3b3a4 結(jié)構(gòu)面連續(xù)性分級表結(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)育的結(jié)構(gòu)面的密度反映結(jié)構(gòu)面發(fā)育的密集程度密集程度。 1、線密度線密度(Kd)是指結(jié)構(gòu)面法線方向單位測線長度上交切結(jié)構(gòu)面的條數(shù)是指結(jié)構(gòu)面法線方向單位測線長度上交切結(jié)構(gòu)面的條數(shù)(條條m)。 2 2、間距間距(d)(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。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。KdKd與與d d互互為倒數(shù)關(guān)系。為倒數(shù)關(guān)系。

3、 如果測線是水平布置，且與結(jié)構(gòu)面法線的夾角為如果測線是水平布置，且與結(jié)構(gòu)面法線的夾角為，結(jié)構(gòu)面的傾角為，結(jié)構(gòu)面的傾角為時時: : cossincossinddKLnKn 結(jié)構(gòu)面間距分級表) 11 . 0(1001 . 0dkkeRQDdn巖體質(zhì)量指標巖體質(zhì)量指標RQDRQD：長度大于10cm的巖心長度之和與鉆孔總進尺的百分比。%10010鉆孔總進尺的巖心長度之和長度大于cmRQDvgeKf122)2(Lharctgi 側(cè)壁的起伏程度可用側(cè)壁的起伏程度可用起伏角起伏角( (i) )表示表示n結(jié)構(gòu)面膠結(jié)后結(jié)構(gòu)面膠結(jié)后力學性質(zhì)力學性質(zhì)有所增強，有所增強，F(xiàn)eFe質(zhì)膠結(jié)的強度最高，泥質(zhì)與易溶鹽類膠結(jié)的

4、質(zhì)膠結(jié)的強度最高，泥質(zhì)與易溶鹽類膠結(jié)的結(jié)構(gòu)面強度最低，且抗水性差。結(jié)構(gòu)面強度最低，且抗水性差。n未膠結(jié)的結(jié)構(gòu)面，未膠結(jié)的結(jié)構(gòu)面，力學性質(zhì)力學性質(zhì)取決于其充填情況，可分為：薄膜充填、斷續(xù)充填、取決于其充填情況，可分為：薄膜充填、斷續(xù)充填、連續(xù)充填及厚層充填連續(xù)充填及厚層充填4 4類類1 1 薄膜充填薄膜充填是結(jié)構(gòu)面兩壁附著一層極薄的礦物膜，厚度多小于是結(jié)構(gòu)面兩壁附著一層極薄的礦物膜，厚度多小于1mm1mm，多明顯降低結(jié)構(gòu)，多明顯降低結(jié)構(gòu)面的強度。面的強度。2 2 斷續(xù)充填斷續(xù)充填結(jié)構(gòu)面的力學性質(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)。結(jié)構(gòu)面的力學性質(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

5、 3 連續(xù)充填連續(xù)充填結(jié)構(gòu)面的力學性質(zhì)主要取決于充填物性質(zhì)。結(jié)構(gòu)面的力學性質(zhì)主要取決于充填物性質(zhì)。4 4 厚層充填厚層充填結(jié)構(gòu)面的力學性質(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)面的力學性質(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)。結(jié)構(gòu)面滑移而失穩(wěn)。n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)。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)。 結(jié)構(gòu)體的形狀示意圖結(jié)構(gòu)體的形狀示意圖jihgfedcba圖圖1-6 結(jié)

6、構(gòu)體形狀典型類型示意圖（據(jù)孫廣忠，結(jié)構(gòu)體形狀典型類型示意圖（據(jù)孫廣忠，1983）a，b. 柱狀結(jié)構(gòu)體；柱狀結(jié)構(gòu)體；d，e. 菱形或板狀結(jié)構(gòu)體；菱形或板狀結(jié)構(gòu)體；c，f，g，h，j. 楔、錐形結(jié)構(gòu)體；楔、錐形結(jié)構(gòu)體；i. 板狀結(jié)構(gòu)體板狀結(jié)構(gòu)體三、巖體結(jié)構(gòu)控制論三、巖體結(jié)構(gòu)控制論 工程實踐和研究表明，巖體結(jié)構(gòu)對工程實踐和研究表明，巖體結(jié)構(gòu)對表現(xiàn)如下方面：表現(xiàn)如下方面：發(fā)育于巖體中的結(jié)構(gòu)面，是巖體的薄弱環(huán)節(jié)。降低了巖體的完整性和力學強度，使巖體物理力學性質(zhì)變差。 巖體變形機制巖體變形機制受巖體結(jié)構(gòu)控制 表明巖體變形受結(jié)構(gòu)面變形控制。表明巖體變形受結(jié)構(gòu)面變形控制。 塊狀結(jié)構(gòu)塊狀結(jié)構(gòu)巖體變形主要為貫通性

7、結(jié)構(gòu)面滑移；巖體變形主要為貫通性結(jié)構(gòu)面滑移；碎裂狀結(jié)構(gòu)碎裂狀結(jié)構(gòu)巖體變形則由巖體變形則由、級級結(jié)構(gòu)面滑移及部分巖塊變形構(gòu)成；結(jié)構(gòu)面滑移及部分巖塊變形構(gòu)成；完整巖體完整巖體的變形才受控于巖石的變形特征。的變形才受控于巖石的變形特征。 巖體破壞機制受巖體結(jié)構(gòu)控制abcd 結(jié) 束輸出模擬結(jié)果繪出結(jié)構(gòu)面三維網(wǎng)絡(luò)圖是否符合概率模型？切結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)剖面，計算結(jié)構(gòu)面間距各組結(jié)構(gòu)面是否模擬完?對模擬結(jié)果進行檢驗NYNY間距與預(yù)設(shè)值一致否?YYN調(diào)整結(jié)構(gòu)面數(shù)量生成結(jié)構(gòu)面中心點坐標生成結(jié)構(gòu)面半徑生成結(jié)構(gòu)面張開度當前組模擬完否?生成結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀N組合成結(jié)構(gòu)面調(diào)整結(jié)構(gòu)面半徑均值切結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)剖面，計算結(jié)構(gòu)面平均跡長Y跡長與

8、預(yù)設(shè)值一致否?N初步確定當前組結(jié)構(gòu)面數(shù)目開始建立結(jié)構(gòu)面概率模型輸入結(jié)構(gòu)面分組數(shù)輸入當前組結(jié)構(gòu)面概率模型參數(shù)統(tǒng)一各參數(shù)單位 三維網(wǎng)絡(luò)模擬主程序流程圖三維網(wǎng)絡(luò)模擬主程序流程圖 02468101214160246810121416024681012141602468101214160246810121416024681012141602468101214160246810121416結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)圖 平面圖SCALE： 0.01X-AXIAL： 90平面圖SCALE： 0.01X-AXIAL： 90橫剖面圖SCALE： 0.01縱剖面圖縱剖面圖橫剖面圖SCALE： 0.01SCALE： 0.01SCALE： 0.01X-AXIAL： 115X-AXIAL： 115X-AXIAL： 25X-AXIAL： 25（A）網(wǎng)絡(luò)圖（B）連通圖結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)圖 SCALE： 0.01SCALE： 0.01SCALE： 0.01SCALE： 0.01SCALE： 0.01SCALE： 0.01平面圖平面圖橫剖面圖橫剖面圖縱剖面圖縱剖面圖（A）網(wǎng)絡(luò)圖（