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巖體結構特征第一頁,共五十八頁,2022年,8月28日第七章巖體的結構特征§1幾個基本概念§2巖體的結構特征§3巖體結構面的特征§4巖體工程分類§5結構面的測量與統(tǒng)計分析第二頁,共五十八頁,2022年,8月28日幾個基本概念巖石(Rock)礦物、巖屑的集合體。結構面(StructuralPlane)指地質歷史發(fā)展過程中,在巖體內形成的具有一定的延伸方向和長度,厚度相對較小的地質界面或帶。巖塊(Rockblock或Rock)指不含顯著結構面的巖石塊體,是構成巖體的最小巖石單元體。巖體(Rockmass)是指地質歷史過程中形成的,由巖塊和結構面網(wǎng)絡組成的,具有一定的結構并賦存于一定的天然應力狀態(tài)和地下水等地質環(huán)境中的地質體。第三頁,共五十八頁,2022年,8月28日巖塊的結構特征巖塊的結構是指巖石內礦物顆粒的大小、形狀、排列方式及微結構面發(fā)育情況與粒間連結方式等反映在巖塊構成上的特征。結晶連結是礦物顆粒通過結晶相互嵌合在一起,它是通過共用原子或離子使不同晶粒緊密接觸。巖石的粒間連結分結晶連結與膠結連結。膠結連結是礦物顆粒通過膠結物連結在一起。硅質膠結的巖塊強度最高;鐵質、鈣質膠結的次之;泥質膠結的巖塊強度最低。第四頁,共五十八頁,2022年,8月28日2.1巖體的結構特征一、巖體的組成巖體是由結構面網(wǎng)絡及其所圍限的巖塊

(結構體)所組成。具有一定的結構是巖體的顯著特征之一。巖體中存在著復雜的天然應力狀態(tài)和地下水,這是巖體與其他材料的根本區(qū)別之一。第五頁,共五十八頁,2022年,8月28日巖體結構的基本要素是構成巖體的結構體(巖石)和將結構體分割開來的結構面。結構體是被各種構造形跡和裂隙分割而成的巖石塊體,可用其規(guī)模、形態(tài)及其產(chǎn)狀進行描述:按不同級別結構面對巖巖體的切割,可將結構體劃分為4級。Ⅰ級結構體——地質體或稱斷塊體

Ⅱ級結構體——巖塊

Ⅲ級結構體——塊體

Ⅳ級結構體——山體;結構面就是各種構造形跡或裂隙。結構面的存在是巖體不同于巖石概念的根本原因,結構面是巖體的重要組成單元。巖體力學性質的好壞在大多數(shù)情況下都取決于結構面的性質,而非巖石本身的性質。二、巖體結構的基本要素第六頁,共五十八頁,2022年,8月28日巖體結構(rockmassstructure)指巖體中結構面與結構體的排列組合關系。結構體(structuralelement)指巖體中被結構面切割圍限的巖石塊體。它不同于巖塊的概念。常用塊度模數(shù)(單位體積內的Ⅳ級結構體數(shù))或結構體體積來表示結構體規(guī)模。第七頁,共五十八頁,2022年,8月28日巖體的地質特征形式結構體的形狀示意圖

結構體常見的形狀:柱狀、板狀、楔形、菱形形狀不同,穩(wěn)定性不同。第八頁,共五十八頁,2022年,8月28日

巖體變形破壞方式:a.塊狀及層狀結構巖體的塊體滑移;b.薄層狀結構巖體的彎曲傾倒;c.碎裂結構巖體的剪切破壞及塑性變形;d.松散及破碎結構巖體的塑性變形第九頁,共五十八頁,2022年,8月28日巖體的結構類型巖體結構類型巖體地質類型主要結構形狀結構面發(fā)育情況巖土工程特征可能發(fā)生的巖土工程問題整體狀結

構均質,巨塊狀巖漿巖、變質巖,巨厚層沉積巖、正變質巖巨塊狀以原生構造節(jié)理為主,多呈閉合型,裂隙結構面間距大于15m,一般不超過1~2組,無危險結構面組成的落石掉塊

整體性強度高,巖體穩(wěn)定,可視為均質彈性各向同性體不穩(wěn)定結構體的局部滑動或坍塌,深埋洞室的巖爆塊狀結構厚層狀沉積巖、正變質巖、塊狀巖漿巖、變質巖塊狀、柱

狀只具有少量貫穿性較好的節(jié)理裂隙,裂隙結構面間距0.7~1.5m。一般為2~3組,有少量分離體

整體強度較高,結構面互相牽制,巖體基本穩(wěn)定,接近彈性各向同性體層狀結構多韻律的薄層及中厚層狀沉積巖、副變質巖層狀、板狀、透鏡體有層理、片理、節(jié)理,常有層間錯動面接近均一的各向異性體,其變形及強度特征受層面及巖層組合控制,可視為彈塑性體,穩(wěn)定性較差不穩(wěn)定結構體可能產(chǎn)生滑塌,特別是巖層的彎張破壞及軟弱巖層的塑性變形碎裂狀結構構造影響嚴重的破碎巖層塊狀斷層、斷層破碎帶、片理、層理及層間結構面較發(fā)育,裂隙結構面間距0.25~0.5m,一般在3組以上,由許多分離體形成完整性破壞較大,整體強度很低,并受斷裂等軟弱結構面控制,多呈彈塑性介質,穩(wěn)定性很差易引起規(guī)模較大的巖體失穩(wěn),地下水加劇巖體失穩(wěn)散體狀結構構造影響劇烈的斷層破碎帶,強風化帶,全風化帶碎屑狀顆粒狀斷層破碎帶交叉,構造及風化裂隙密集,結構面及組合錯綜復雜,并多充填粘性土,形成許多大小不一的分離巖塊完整性遭到極大破壞,穩(wěn)定性極差,巖體屬性接近松散體介質易引起規(guī)模較大的巖體失穩(wěn),地下水加劇巖體失穩(wěn)第十頁,共五十八頁,2022年,8月28日巖體成因與巖體特征1巖漿巖體

無層理,產(chǎn)狀復雜。根據(jù)巖漿活動方式,巖漿巖可分為深成巖、淺成巖和噴出巖三類。2沉積巖體

具有層理構造,巖體呈層狀結構。沉積巖包括他生沉積巖和自生沉積巖兩大類。3變質巖體

多數(shù)巖石變質后都經(jīng)歷了不同程度的重結晶作用,結構較致密,抗水性增強,孔隙率較低,透水性弱,抗變形性能好,強度高。因此與沉積巖相比,變質巖的性質一般要好些。

第十一頁,共五十八頁,2022年,8月28日巖體結構類型劃分為了概括地反映巖體結構面和結構體的成因、特征及其排列組合關系.將巖體結構劃分為4大類和8個亞類

。

結構類型

景結構面特征結構體形態(tài)類亞

類整體塊狀結構

Ⅰ整體結構(Ⅰ1)巖性單一,構造變形輕微的巨厚層沉積巖、變質巖和火成巖體結構面少.一般不超過3組.延展性極差.多閉合.無充填或夾少量碎屑巨型塊狀塊狀結構(Ⅰ2)巖性單一,構造變形輕一中等的厚層沉積巖、變質巖和火成巖體結構面—般2—3組,面多閉合,層間有一定的結合力各種形狀的塊狀層狀結構

層狀結構(Ⅱ1)構造變形輕一中等的中一厚層的層狀巖體以層面、片理、節(jié)理為主.延展性較好。一般有2-3組.層間結合力較差

厚板狀,塊狀、柱狀薄層狀結構(Ⅱ2)同Ⅱ1但厚度小(<30cm),在構造作用下表現(xiàn)為相對強烈褶曲和層間錯動層理、片理發(fā)育.原生軟弱夾層層間錯動和小斷層不時出現(xiàn)。結構面多為泥膠、碎屑和泥質物充填?!憬Y合力差板狀或薄板狀碎裂結構

Ⅲ鑲嵌結構

(Ⅲ1)一般發(fā)育于脆硬巖層,節(jié)理,劈理組數(shù)多,密度大以節(jié)理、劈理等小結構面為主組數(shù)多,密度大,但延展性差,閉合無充填或夾少量碎屑形態(tài)、大小不—棱角顯著。層狀碎裂結構

(Ⅲ2)軟硬相間的巖石組合.井常有近于平行的軟弱破碎帶存在軟弱夾層和各種成因類型的破碎帶發(fā)育,大致平行分布,以構造節(jié)理等小型結構面為主

以碎塊狀和板柱狀為主碎裂結構(Ⅲ3)巖性復雜,構造破碎強烈;弱風化帶各類結構面皆發(fā)育,彼此交切多被充填結構面光滑度不等,形態(tài)不同碎屑和大小、形態(tài)不同的巖塊

散體結構

構造破碎帶及劇一強風化帶節(jié)理,劈理密集.破碎帶呈塊夾泥或泥包塊的松軟狀態(tài)泥、巖粉,碎屑、碎塊,碎片等

第十二頁,共五十八頁,2022年,8月28日巖體的主要結構類型如下:(1)

整體結構(巨型塊狀結構);(2)

塊狀結構;(3)

鑲嵌結構(火成巖的侵入結構);(4)

層狀結構;(5)

碎裂結構(微風化巖體);(6)

層狀碎裂結構;(7)

散體結構(強風化巖石);《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)在巖體的結構類型劃分中取掉了鑲嵌結構,并將層狀碎裂結構和碎裂結構一起歸并為碎裂結構。巖體的結構類型第十三頁,共五十八頁,2022年,8月28日三、結構面的類型及成因(一)地質成因類型原生結構面構造結構面次生結構面(二)力學成因類型張性結構面剪性結構面第十四頁,共五十八頁,2022年,8月28日(一)地質成因類型1.原生結構面巖體在成巖過程中形成的結構面。沉積結構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。巖漿結構面是巖漿侵入及冷凝過程中形成的結構面,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。變質結構面在變質過程中形成,分為殘留結構面和重結晶結構面;沉積巖的層理層面、龜裂;2.構造結構面是巖體形成后在不同性質的構造應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.次生結構面是巖體形成后在外營力作用下產(chǎn)生的結構面,包括卸荷裂隙、風化裂隙、次生夾泥層和泥化夾層等。第十五頁,共五十八頁,2022年,8月28日巖體結構面的類型及其特征成因類型地質類型主

工程地質評價產(chǎn)

原生結構面沉積結構面1層理層面

2軟弱夾層

3不整合面、假整合面

4沉積間斷面

一般與巖層產(chǎn)狀一致,為層間結構面海相巖層中此類結構面分布穩(wěn)定,陸相巖層中呈交錯狀,易尖滅層面、軟弱夾層等結構面較為平整;不整合面及沉積間斷面多由碎屑泥質物構成,且不平整國內外較大的壩基滑動及滑坡很多由此類結構面所造成的,如奧斯汀、圣·弗朗西斯、馬爾帕塞壩的破壞,瓦依昂水庫附近的巨大滑坡

巖漿巖結構面1侵入體與圍巖接觸面

2巖脈巖墻接觸面

3原生冷凝節(jié)理

巖脈受構造結構面控制,而原生節(jié)理受巖體接觸面控制接觸面延伸較遠,比較穩(wěn)定,而原生節(jié)理往往短小密集與圍巖接觸面可具熔合及破碎兩種不同的特征,原生節(jié)理一般為張裂面,較粗糙不平一般不造成大規(guī)模的巖體破壞,但有時與構造斷裂配合,也可形成巖體的滑移,如有的壩肩局部滑移變質結構面1片理

2片巖軟弱夾層

產(chǎn)狀與巖層或構造方向一致片理短小,分布極密,片巖軟弱夾層延展較遠,具固定層次結構面光滑平直,片理在巖層深部往往閉合成隱蔽結構面,片巖軟弱夾層具片狀礦物,呈鱗片狀在變質較淺的沉積巖,如千枚巖等路塹邊坡常見塌方。片巖夾層有時對工程及地下洞體穩(wěn)定也有影響構造結構面1節(jié)理(X型節(jié)理、張節(jié)理)2斷層(沖斷層、捩斷層、橫斷層)3層間錯動

4羽狀裂隙、劈理

產(chǎn)狀與構造線呈一定關系,層間錯動與巖層一致張性斷裂較短小,剪切斷裂延展較遠,壓性斷裂規(guī)模巨大,但有時為橫斷層切割成不連續(xù)狀張性斷裂不平整,常具次生充填,呈鋸齒狀,剪切斷裂較平直,具羽狀裂隙,壓性斷層具多種構造巖,成帶狀分布,往往含斷層泥、糜棱巖對巖體穩(wěn)定影響很大,在上述許多巖體破壞過程中,大都有構造結構面的配合作用。此外常造成邊坡及地下工程的塌方、冒頂次生結構面

1卸荷裂隙

2風化裂隙

3風化夾層

4泥化夾層

5次生夾泥層

受地形及原結構面控制分布上往往呈不連續(xù)狀,透鏡狀,延展性差,且主要在地表風化帶內發(fā)育一般為泥質物充填,水理性質很差在天然及人工邊坡上造成危害,有時對壩基、壩肩及淺埋隧洞等工程亦有影響,但一般在施工中予以清基處理

第十六頁,共五十八頁,2022年,8月28日(二)結構面的規(guī)模Ⅰ級指大斷層或區(qū)域性斷層??刂乒こ探ㄔO地區(qū)的地殼穩(wěn)定性,直接影響工程巖體穩(wěn)定性;Ⅱ級指延伸長而寬度不大的區(qū)域性地質界面。Ⅲ級指長度數(shù)十米至數(shù)百米的斷層、區(qū)域性節(jié)理、延伸較好的層面及層間錯動等。Ⅱ、Ⅲ級結構面控制著工程巖體力學作用的邊界條件和破壞方式,它們的組合往往構成可能滑移巖體的邊界面,直接威脅工程安全穩(wěn)定性第十七頁,共五十八頁,2022年,8月28日(二)結構面的規(guī)模(續(xù))Ⅳ級指延伸較差的節(jié)理、層面、次生裂隙、小斷層及較發(fā)育的片理、劈理面等。是構成巖塊的邊界面,破壞巖體的完整性,影響巖體的物理力學性質及應力分布狀態(tài)。Ⅳ級結構面主要控制著巖體的結構、完整性和物理力學性質,數(shù)量多且具隨機性,其分布規(guī)律具統(tǒng)計規(guī)律,需用統(tǒng)計方法進行研究。Ⅴ級又稱微結構面。常包含在巖塊內,主要影響巖塊的物理力學性質,控制巖塊的力學性質。第十八頁,共五十八頁,2022年,8月28日(三)產(chǎn)狀走向、傾向、傾角結構面與最大主應力間的關系控制著巖體的破壞機理與強度。據(jù)單結構面理論,巖體中存在一組結構面時,巖體的極限強度與結構面傾角間的關系為:產(chǎn)狀一般用結構體表面上最大結構面的長軸方向表示,平臥的板狀結構體比豎直的板狀結構體對巖體穩(wěn)定性的影響要大—些。第十九頁,共五十八頁,2022年,8月28日(四)連續(xù)性結構面的連續(xù)性反映結構面的貫通程度。1、線連續(xù)性系數(shù):指沿結構面延伸方向,結構面各段長度之和(Σa)與測線長度的比值。

K1變化在0~1之間,K1值愈大說明結構面的連續(xù)性愈好,當K1=1時,結構面完全貫通。2、面連續(xù)性系數(shù):指沿結構面延伸方向,結構面面積之和與總面積的比值。第二十頁,共五十八頁,2022年,8月28日結構面連續(xù)性分級表描述跡長(m)

很低連續(xù)性<1

低連續(xù)性1~3

中等連續(xù)性3~10

高連續(xù)性10~20

很高連續(xù)性>20

第二十一頁,共五十八頁,2022年,8月28日(五)密度結構面的密度反映結構面發(fā)育的密集程度。1、線密度(Kd)是指結構面法線方向單位測線長度上交切結構面的條數(shù)(條/m)。2、間距(d)則是指同一組結構面法線方向上兩相鄰結構面的平均距離。Kd與d互為倒數(shù)關系如果測線水平布置,且與結構面法線的夾角為α,結構面的傾角為β時:

第二十二頁,共五十八頁,2022年,8月28日結構面間距分級表描述間距(mm)

極密集的間距<20

很密集的間距20~60

密集的間距60~200

中等的間距200~600

寬的間距600~2000

很寬的間距2000~6000

極寬的間距>6000

第二十三頁,共五十八頁,2022年,8月28日用線密度來估算巖體質量指標RQD(rockqualitydesignation)

巖體質量指標RQD:長度大于10cm的巖心長度之和與鉆孔總進尺的百分比。第二十四頁,共五十八頁,2022年,8月28日(六)張開度結構面的張開度是指結構面兩壁面間的垂直距離。結構面兩壁面一般不是緊密接觸,使結構面實際接觸面積減少,導致結構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構面的滲透系數(shù)(Kf)可表達為:第二十五頁,共五十八頁,2022年,8月28日結構面張開度分級表描述結構面張開度(mm)

分類很緊密緊密部分張開<0.1

0.1~0.25

0.25~0.5

閉合結構面張開中等寬的寬的0.5~2.5

2.5~10

>10

裂開結構面很寬的極寬的似洞穴的10~100

100~1000

>1000

張開結構面第二十六頁,共五十八頁,2022年,8月28日

Ⅳ級及部分Ⅲ級結構面的產(chǎn)狀、跡長、間距及張開度等幾何特征參數(shù),服從一定的隨機分布規(guī)律。

第二十七頁,共五十八頁,2022年,8月28日(七)結構面形態(tài)

結構面的形態(tài)可以用側壁的起伏形態(tài)及粗糙度來反映。結構面?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。

側壁的起伏程度可用起伏角(i)表示。第二十八頁,共五十八頁,2022年,8月28日粗糙度結構面的粗糙度用粗糙度系數(shù)JRC(jointroughnesscoefficient)表示。隨粗糙度的增大,結構面的摩擦角也增大。根據(jù)標準粗糙度剖面將結構面的粗糙度系數(shù)劃分為10級。第二十九頁,共五十八頁,2022年,8月28日(八)充填膠結特征結構面膠結后力學性質有所增強,F(xiàn)e質膠結的強度最高,泥質與易溶鹽類膠結的結構面強度最低,且抗水性差。未膠結的結構面,力學性質取決于其充填情況,可分為:薄膜充填、斷續(xù)充填、連續(xù)充填及厚層充填4類1

薄膜充填是結構面兩壁附著一層極薄的礦物膜,厚度多小于1mm,多明顯降低結構面的強度。2

斷續(xù)充填結構面的力學性質與充填物性質、壁巖性質及結構面的形態(tài)有關。3

連續(xù)充填結構面的力學性質主要取決于充填物性質。4

厚層充填結構面的力學性質很差,主要取決于充填物性質,巖體往往易于沿這種結構面滑移而失穩(wěn)。第三十頁,共五十八頁,2022年,8月28日(九)結構面的分級及其特征按結構面的規(guī)模及其力學效應,可將結構面劃分為5級

級序

分級依據(jù)力學效應力學屬性地質構造特征Ⅰ級

結構面延展長,幾公里至幾十公里以上貫通巖體,破碎帶寬度達數(shù)至數(shù)十米1.形成巖體力學作用邊界2.巖體變形和破壞的控制條件3.構成獨立的力學介質單元1.屬于軟弱結構面2.構成獨立的力學模型—一軟弱夾層較大的斷層

Ⅱ級延展規(guī)模與研究的巖體相關,破碎帶寬度比較窄,幾厘米至數(shù)米1.形成塊裂巖體邊界2.控制巖體變形和破壞方式3.構成次級地應力場邊界

屬于軟弱結構面

小斷層層間錯動面Ⅲ級延長度短,從十幾米至幾十米,無破碎帶,面內不夾泥,有的具有泥膜1.參與塊裂巖體切割2.構成次級地應力場邊界少數(shù)屬于軟弱結構面不夾泥大節(jié)理或小斷層開裂的層面Ⅳ級延展短、未錯動、不夾泥,有的呈弱結合狀態(tài)1.是巖體力學性質、結構效應的基礎2.有的為次級地應力邊界節(jié)理劈理層面次生裂隙Ⅴ級結構面小,且連續(xù)性差1.巖體內形成應力集中

2.巖體力學性質、結構效應的基礎不連續(xù)的小節(jié)理隱節(jié)理層面片理面第三十一頁,共五十八頁,2022年,8月28日軟弱結構面軟弱結構面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度等特征,在產(chǎn)狀上多屬緩傾角結構面。主要包括原生軟弱夾層、構造及擠壓破碎帶、泥化夾層及其他夾泥層等。特性:1、由原巖的超固結膠結式結構變成了泥質散狀結構或泥質定向結構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、力學性質比原巖差7、強度低8、壓縮性高9、易產(chǎn)生滲透變形第三十二頁,共五十八頁,2022年,8月28日結構面的組合關系結構面的組合關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)定性預測與評價的基礎。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,必須研究結構面之間及其與臨空面之間的組合關系,確定可能失穩(wěn)塊體的形態(tài)、規(guī)模和可能滑移方向等。結構面組合關系的分析可用赤平投影、立體投影和三角幾何計算法等進行。第三十三頁,共五十八頁,2022年,8月28日第三十四頁,共五十八頁,2022年,8月28日第三十五頁,共五十八頁,2022年,8月28日§

4

幾種有代表性的工程巖體分類方法式中:Rc——巖石單軸抗壓強度,Mpaf≥20為1級,最堅固;f≤0.3為第10級,最軟弱。優(yōu)點:形式簡單,使用方便。缺點:未考慮巖體的完整性、巖體結構特征對穩(wěn)定性影響,故不能準確評價巖體的穩(wěn)定性。1、普氏分類法以巖石試件的單軸抗壓強度作為分類依據(jù),根據(jù)普氏堅固性系數(shù)f將巖石分為十級。f值越大,巖體越穩(wěn)定。第三十六頁,共五十八頁,2022年,8月28日2、巖石單軸抗壓強度分類我國工程界按巖石單軸抗壓強度將巖體分為四類:類別巖石單軸抗壓強度σc(Mpa)堅固性Ⅰ250~160特堅固Ⅱ160~100堅固Ⅲ100~40次堅固Ⅳ<40軟巖第三十七頁,共五十八頁,2022年,8月28日3、按巖體完整性系數(shù)Kv(龜裂系數(shù))分類式中:Vpm、Vpr—巖體、巖石彈性縱波速度(m/s)。Kv>0.750.75~0.550.55~0.350.35~0.15<0.15完整程度完整較完整較破碎破碎極破碎第三十八頁,共五十八頁,2022年,8月28日4、按巖芯質量指標(RQD)分類蒂爾(Deer,1968)提出根據(jù)鉆探時巖芯完好程度來判斷巖體的質量,對巖體分類。式中:li—所取巖芯中≥10cm長度的巖芯段的長度;

L—鉆進巖芯的總程度,m。RQD(%)0~2525~5050~7575~9090~100等級ⅠⅡⅢⅣⅤ分類很差差較好良好很好第三十九頁,共五十八頁,2022年,8月28日5、以彈性波速度分類第四十頁,共五十八頁,2022年,8月28日6、賓尼奧夫斯基節(jié)理巖體地質力學分類(RMR分級系統(tǒng))賓尼奧夫斯基(Bieniawski,1976)提出的分類指標RMR(RockMassRating),由下列6種指標組成:(1)巖塊強度(R1)

(2)RQD值(R2)(3)節(jié)理間距(R3)(4)節(jié)理條件(R4)(5)地下水(R5)

(6)節(jié)理方向對工程的影響的修正參數(shù)(R6)

即:第四十一頁,共五十八頁,2022年,8月28日(1)對應巖石強度的巖體評分值R1點荷載指標(Mpa)巖石單軸抗壓強度Rc(Mpa)評分值>10>250154~8100~250122~450~10071~225~504不采用5~252不采用1~51不采用<10第四十二頁,共五十八頁,2022年,8月28日(2)對應于巖芯質量指標的巖體評分值R2RQD(%)91~10076~9051~7526~50<25評分值20171383(3)對應于最有影響的節(jié)理組間距的巖體評分值R3節(jié)理間距(m)>31~30.3~10.05~0.3<0.05評分值302520105第四十三頁,共五十八頁,2022年,8月28日(4)對于節(jié)理狀態(tài)的巖體評分值R4說明評分值尺寸有限的粗糙的表面、硬巖壁25略粗糙的表面、張開度<1mm,硬巖壁20略粗糙的表面、張開度<1mm,軟巖壁12光滑表面;由斷層泥充填厚度為1~5mm;張開度1~5mm,節(jié)理延伸超過數(shù)米6由厚度>5mm的斷層泥充填的張開節(jié)理;張開度>5mm的節(jié)理,延伸超過數(shù)米0第四十四頁,共五十八頁,2022年,8月28日(5)取決于地下水狀態(tài)的巖體評分值R5每米隧道的涌水量(L/min)節(jié)理水壓力與最大主應力的比值總的狀態(tài)評分值無0完全干燥15<10<0.1潮濕1010~250.1~0.2濕725~1250.2~0.5有中等壓力水,滴水4>125>0.5有嚴重地下水問題,流水0第四十五頁,共五十八頁,2022年,8月28日目前以測線法應用最為廣泛。

測線法它是在巖石露頭表面布置一條測線,逐一量測與測線相交切的各條結構面的幾何參數(shù)與地質力學特征。

結構統(tǒng)計步驟:(1)選擇測量區(qū)①巖體露頭好,能夠測量到足夠多的結構面;②巖體新鮮;③測量區(qū)巖體巖性相同,并且位于同一構造單元內;④露頭面盡量平直切直立?!?結構面測量及統(tǒng)計方法第四十六頁,共五十八頁,2022年,8月28日(2)測線布置,在選擇好的露頭巖面上布置測線,并將長約30m的測繩固定在測線上。測線布置應滿足要求:①測線應盡量沿水平方向布置;②拉直;③當露頭面過高時,應標出刪節(jié)線。刪節(jié)寬度一般為結構面平均跡長的2-3倍,刪節(jié)線應與測線平行,記錄刪節(jié)線方位和長度。第四十七頁,共五十八頁,2022年,8月28日(3)測量、記錄測量以小組為單位,1人記錄;1-2人用羅盤量測結構面產(chǎn)狀;1-2人測量結構面半跡長(或刪節(jié)半跡長)和其它數(shù)據(jù)。并將測量到的各種數(shù)據(jù)記錄在表中。測量時應注意凡是與測線相交的結構面都要量測,不能漏測或有選擇性地測量。當然對一些規(guī)模很小的或微結構面則可不測。編號位置(m)結構面產(chǎn)狀半跡長(m)隙寬(mm)端點類型結構面類型粗糙度充填膠結狀態(tài)備注傾向走向傾角123┋巖體結構面測線測量記錄表

記錄者測線方位年月日記錄表編號測量位置露頭面產(chǎn)狀露頭類型測線號巖石類型露頭面尺寸露頭條件

第四十八頁,共五十八頁,2022年,8月28日1,2,3,4,5-結構面結構面端點類型第四十九頁,共五十八頁,2022年,8月28日結構面網(wǎng)絡模擬

結構面網(wǎng)絡模擬是采用MonteCarlo隨機模擬方法在計算機上模擬巖體內的結構面網(wǎng)絡。它是建立在對結構面統(tǒng)計測量基礎上的,其模擬結果不僅與結構面的實際分布在統(tǒng)計規(guī)律

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