巖體力學(xué)教學(xué)講稿

巖體力學(xué)4/29/20231中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院巖土工程與工程地質(zhì)系賈洪彪第二章巖體的地質(zhì)特征§2.1幾個(gè)基本概念§2.2巖塊的物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)特征§2.3結(jié)構(gòu)面的特征§2.4巖體的結(jié)構(gòu)特征§2.5巖體工程分類2巖石（Rock）礦物、巖屑的集合體。結(jié)構(gòu)面（StructuralPlane）指地質(zhì)歷史發(fā)展過(guò)程中，在巖體內(nèi)形成的具有一定的延伸方向和長(zhǎng)度，厚度相對(duì)較小的地質(zhì)界面或帶。巖塊（Rockblock或Rock）指不含顯著結(jié)構(gòu)面的巖石塊體，是構(gòu)成巖體的最小巖石單元體。巖體（Rockmass）是指地質(zhì)歷史過(guò)程中形成的，由巖塊和結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)組成的，具有一定的結(jié)構(gòu)并賦存于一定的天然應(yīng)力狀態(tài)和地下水等地質(zhì)環(huán)境中的地質(zhì)體。§2.1幾個(gè)基本概念3一、巖塊的物質(zhì)組成§2.2巖塊的物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)特征巖塊的力學(xué)性質(zhì)主要取決于組成巖石的礦物成分及其相對(duì)含量粘土礦物硅酸鹽類礦物碳酸鹽類礦物氧化物類礦物組成巖石的礦物4二、巖塊的結(jié)構(gòu)特征巖塊的結(jié)構(gòu)：巖石內(nèi)礦物顆粒的大小、形狀、排列方式及微結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況與粒間連結(jié)方式等反映在巖塊構(gòu)成上的特征。結(jié)晶連結(jié)：礦物顆粒通過(guò)結(jié)晶相互嵌合在一起，它是通過(guò)共用原子或離子使不同晶粒緊密接觸。巖石的粒間連結(jié)分結(jié)晶連結(jié)與膠結(jié)連結(jié)膠結(jié)連結(jié)：礦物顆粒通過(guò)膠結(jié)物連結(jié)在一起。膠結(jié)連結(jié)的巖塊強(qiáng)度硅質(zhì)膠結(jié)>鐵質(zhì)、鈣質(zhì)>泥質(zhì)膠結(jié)5二、巖塊的結(jié)構(gòu)特征微結(jié)構(gòu)面削弱巖塊的強(qiáng)度，導(dǎo)致各向異性顆粒形狀強(qiáng)度：粒狀、柱狀>片狀>鱗狀顆粒大小強(qiáng)度：粗粒<細(xì)粒6三、巖塊的風(fēng)化

巖石====>礦物組成和結(jié)構(gòu)改變==>巖塊的物理力學(xué)性質(zhì)改變（強(qiáng)度降低、抗變形性能減弱、空隙率增大，滲透性加大）風(fēng)化衡量巖塊的風(fēng)化程度的指標(biāo)：定性指標(biāo)主要有：顏色、礦物蝕變程度、破碎程度及開(kāi)挖錘擊技術(shù)特征等。定量指標(biāo)主要有風(fēng)化空隙率指標(biāo)和波速指標(biāo)等。7風(fēng)化空隙率指標(biāo)(Iw)：快速浸水后風(fēng)化巖塊吸入水的質(zhì)量與干燥巖塊質(zhì)量之比。波速指標(biāo)縱波波速（cp）波速比(kv)風(fēng)化系數(shù)8硬質(zhì)巖石按波速指標(biāo)的風(fēng)化分級(jí)表風(fēng)化程度vcp（m/s）kvkf全風(fēng)化500~10000.2~0.4-強(qiáng)風(fēng)化1000~20000.4~0.6<0.4中等風(fēng)化2000~40000.6~0.80.4~0.8微風(fēng)化4000~50000.8~0.90.8~0.9未風(fēng)化>50000.9~1.00.9~1.0《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2002）

9一、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§2.3結(jié)構(gòu)面特征10巖體結(jié)構(gòu)面的類型及其特征成因類型地質(zhì)類型主

要

特

征工程地質(zhì)評(píng)價(jià)產(chǎn)

狀分

布性

質(zhì)原生結(jié)構(gòu)面沉積結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)面海相巖層中此類結(jié)構(gòu)面分布穩(wěn)定，陸相巖層中呈交錯(cuò)狀，易尖滅層面、軟弱夾層等結(jié)構(gòu)面較為平整；不整合面及沉積間斷面多由碎屑泥質(zhì)物構(gòu)成，且不平整國(guó)內(nèi)外較大的壩基滑動(dòng)及滑坡很多由此類結(jié)構(gòu)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(kù)附近的巨大滑坡巖漿巖結(jié)構(gòu)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(gòu)造結(jié)構(gòu)面控制，而原生節(jié)理受巖體接觸面控制接觸面延伸較遠(yuǎn)，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(shí)與構(gòu)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(zhì)結(jié)構(gòu)面1片理2片巖軟弱夾層產(chǎn)狀與巖層或構(gòu)造方向一致片理短小，分布極密，片巖軟弱夾層延展較遠(yuǎn)，具固定層次結(jié)構(gòu)面光滑平直，片理在巖層深部往往閉合成隱蔽結(jié)構(gòu)面，片巖軟弱夾層具片狀礦物，呈鱗片狀在變質(zhì)較淺的沉積巖，如千枚巖等路塹邊坡常見(jiàn)塌方。片巖夾層有時(shí)對(duì)工程及地下洞體穩(wěn)定也有影響構(gòu)造結(jié)構(gòu)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(cuò)動(dòng)4羽狀裂隙、劈理產(chǎn)狀與構(gòu)造線呈一定關(guān)系，層間錯(cuò)動(dòng)與巖層一致張性斷裂較短小，剪切斷裂延展較遠(yuǎn)，壓性斷裂規(guī)模巨大，但有時(shí)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(gòu)造巖，成帶狀分布，往往含斷層泥、糜棱巖對(duì)巖體穩(wěn)定影響很大，在上述許多巖體破壞過(guò)程中，大都有構(gòu)造結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)面

1卸荷裂隙2風(fēng)化裂隙3風(fēng)化夾層4泥化夾層5次生夾泥層

受地形及原結(jié)構(gòu)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(fēng)化帶內(nèi)發(fā)育一般為泥質(zhì)物充填，水理性質(zhì)很差在天然及人工邊坡上造成危害，有時(shí)對(duì)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

11(一)地質(zhì)成因類型1.原生結(jié)構(gòu)面巖體在成巖過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)程中形成，分為殘留結(jié)構(gòu)面和重結(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(cuò)動(dòng)面等。3.次生結(jié)構(gòu)面是巖體形成后在外營(yíng)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。12(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(diǎn)：張開(kāi)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(duì)滑移，如逆斷層、平移斷層以及多數(shù)正斷層等。特點(diǎn)：連續(xù)性好，面較平直，延伸較長(zhǎng)并有擦痕鏡面等。13二、結(jié)構(gòu)面的規(guī)模Ⅰ級(jí)指大斷層或區(qū)域性斷層。控制工程建設(shè)地區(qū)的地殼穩(wěn)定性，直接影響工程巖體穩(wěn)定性；Ⅱ級(jí)指延伸長(zhǎng)而寬度不大的區(qū)域性地質(zhì)界面。Ⅲ級(jí)指長(zhǎng)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(cuò)動(dòng)等。Ⅱ、Ⅲ級(jí)結(jié)構(gòu)面控制著工程巖體力學(xué)作用的邊界條件和破壞方式，它們的組合往往構(gòu)成可能滑移巖體的邊界面，直接威脅工程安全穩(wěn)定性14Ⅳ級(jí)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(gòu)成巖塊的邊界面，破壞巖體的完整性，影響巖體的物理力學(xué)性質(zhì)及應(yīng)力分布狀態(tài)。Ⅳ級(jí)結(jié)構(gòu)面主要控制著巖體的結(jié)構(gòu)、完整性和物理力學(xué)性質(zhì)，數(shù)量多且具隨機(jī)性，其分布規(guī)律具統(tǒng)計(jì)規(guī)律，需用統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行研究。Ⅴ級(jí)又稱微結(jié)構(gòu)面。常包含在巖塊內(nèi)，主要影響巖塊的物理力學(xué)性質(zhì)，控制巖塊的力學(xué)性質(zhì)。二、結(jié)構(gòu)面的規(guī)模15走向、傾向、傾角結(jié)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。三、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(shí)，巖體的極限強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)面傾角間的關(guān)系為：16四連續(xù)性結(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(zhǎng)度之和(Σa)與測(cè)線長(zhǎng)度的比值。

K1變化在0～1之間，K1值愈大說(shuō)明結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性愈好，當(dāng)K1＝1時(shí)，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。17結(jié)構(gòu)面連續(xù)性分級(jí)表描述跡長(zhǎng)（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>2018五密度結(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(cè)線長(zhǎng)度上交切結(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(cè)線水平布置，且與結(jié)構(gòu)面法線的夾角為α，結(jié)構(gòu)面的傾角為β時(shí):19結(jié)構(gòu)面間距分級(jí)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>600020用線密度破來(lái)估算巖體質(zhì)姨量指標(biāo)悔RQD(roc廟kqu忽alit楊yde誘sign蘭atio供n)巖體質(zhì)量導(dǎo)指標(biāo)RQD：長(zhǎng)度大于10cm的巖心長(zhǎng)村度之和與愧鉆孔總進(jìn)她尺的百分揭比。21六張費(fèi)開(kāi)度結(jié)構(gòu)面的張開(kāi)度是指結(jié)構(gòu)帥面兩壁面雕間的垂直距性離。結(jié)構(gòu)面詞兩壁面昆一般不濟(jì)是緊密宰接觸，編使結(jié)構(gòu)從面實(shí)際咬接觸面叮積減少果，導(dǎo)致肆結(jié)構(gòu)面脊粘聚力需降低和惠滲透性舞增大。如在層流兩條件下，僻平直而兩獻(xiàn)壁平行的認(rèn)單個(gè)結(jié)構(gòu)暗面的滲透鹿系數(shù)(Kf)可表盯達(dá)為：22結(jié)構(gòu)面哥張開(kāi)度越分級(jí)表描述結(jié)構(gòu)面張開(kāi)度（mm）分類很緊密緊密部分張開(kāi)<0.10.1~0.250.25~0.5閉合結(jié)構(gòu)面張開(kāi)中等寬的寬的0.5~2.52.5~10>10裂開(kāi)結(jié)構(gòu)面很寬的極寬的似洞穴的10~100100~1000>1000張開(kāi)結(jié)構(gòu)面23Ⅳ級(jí)及部歡分Ⅲ級(jí)結(jié)構(gòu)面亦的產(chǎn)狀、祖跡長(zhǎng)、間畏距及張開(kāi)捉度等幾何帝特征參數(shù)吊，服從一踩定的隨機(jī)分即布規(guī)律。242526七形態(tài)裕結(jié)構(gòu)面獲的形態(tài)爺可以用浪側(cè)壁的起伏形態(tài)及粗糙度來(lái)反映憲。結(jié)構(gòu)面躍側(cè)壁的起伏形拴態(tài)分為：至平直的斷、波狀樹(shù)的、鋸躲齒狀的廈、臺(tái)階鞠狀的和肅不規(guī)則販狀的。側(cè)壁的按起伏程清度可用起伏角(i)表示元。27結(jié)構(gòu)面的粗糙度用粗糙度謊系JR玩C(jo竿int奇ro見(jiàn)ugh歇nes丹sc舟oef競(jìng)fic寒ien恐t)表孟示。隨粗糙度春的增大，通結(jié)構(gòu)面的返摩擦角也接增大。根據(jù)標(biāo)預(yù)準(zhǔn)粗糙雹度剖面拆將結(jié)構(gòu)丟面的粗利糙度系送數(shù)劃分悼為10級(jí)。28八充填店膠結(jié)特征結(jié)構(gòu)面葛膠結(jié)后力學(xué)性稻質(zhì)有所增強(qiáng)什，F(xiàn)e質(zhì)狂膠結(jié)的強(qiáng)紀(jì)度最高，片泥質(zhì)與易園溶鹽類膠箱結(jié)的結(jié)構(gòu)監(jiān)面強(qiáng)度最電低，且抗泉水性差。未膠結(jié)的安結(jié)構(gòu)面，力學(xué)性質(zhì)取決于其回充填情況率，可分為梯：薄膜充勉填、斷續(xù)玩充填、連掛續(xù)充填及獻(xiàn)厚層充填椅4類1薄膜充獵填是結(jié)構(gòu)撤面兩壁傘附著一告層極薄拋的礦物糧膜，厚鄙度多小著于1m羨m，多苗明顯降們低結(jié)構(gòu)慚面的強(qiáng)厲度。2斷續(xù)充填結(jié)構(gòu)面的瓦力學(xué)性質(zhì)筋與充填物茫性質(zhì)、壁招巖性質(zhì)及稼結(jié)構(gòu)面的斷形態(tài)有關(guān)企。3連續(xù)充填結(jié)構(gòu)面的夕力學(xué)性質(zhì)憶主要取決槍于充填物例性質(zhì)。4厚層充粱填結(jié)構(gòu)面的禽力學(xué)性質(zhì)澡很差，主飛要取決于枝充填物性伐質(zhì)，巖體易往往易于遞沿這種結(jié)駕構(gòu)面滑移犯而失穩(wěn)。29九軟騙弱結(jié)構(gòu)于面軟弱結(jié)固構(gòu)面是巖體中攪具有一定軋厚度的軟弱帶(墓層)，與兩尼盤(pán)巖體恒相比具膚有高壓縮妄和低強(qiáng)刑度等特征作，在產(chǎn)親狀上多躬屬緩傾遭角結(jié)構(gòu)蜓面。主要包赤括原生卡軟弱夾跌層、構(gòu)壞造及擠剪壓破碎億帶、泥宴化夾層界及其他孩夾泥層踢等。特性：1、由原巖的誤超固結(jié)膠關(guān)結(jié)式結(jié)構(gòu)裹變成了泥躲質(zhì)散狀結(jié)竿構(gòu)或泥饅質(zhì)定向結(jié)攻構(gòu)2、粘粒含冷量很高3、含水量接嶼近或超過(guò)縣塑限4、密度比原撐巖小5、常具有骨一定的虧脹縮性6、力學(xué)性廉質(zhì)比原席巖差7、強(qiáng)度低8、壓縮性高9、易產(chǎn)生尊滲透變險(xiǎn)形30十、結(jié)構(gòu)枕面的組合販關(guān)系結(jié)構(gòu)面公的組合腎關(guān)系控助制著可能滑移斜巖體的幾何邊辣界條件、汽形態(tài)、規(guī)聾模、滑動(dòng)走方向及滑警移破壞類茅型，它是屑工程巖體套穩(wěn)定性預(yù)錢(qián)測(cè)與評(píng)價(jià)訓(xùn)的基礎(chǔ)。任何堅(jiān)掏硬巖體遙的塊體批滑移破桿壞，都作必須具梯備一定簽的幾何邊界表?xiàng)l件。因此蒙，在研覆究巖體展穩(wěn)定性意時(shí)，必伸須研究鹿結(jié)構(gòu)面姐之間及眨其與臨需空面之折間的組佛合關(guān)系俯，確定餓可能失遍穩(wěn)塊體聞的形態(tài)等、規(guī)模計(jì)和可能仙滑移方護(hù)向等。結(jié)構(gòu)面組續(xù)合關(guān)系的紫分析可用赤平投影對(duì)、立體投腸影和三角梁幾何計(jì)算你法等進(jìn)行愛(ài)。31323334§2.詠4巖體的結(jié)葛構(gòu)特征一、巖體塌的組成巖體是由結(jié)構(gòu)面網(wǎng)竭絡(luò)及其所圍閘限的巖塊(結(jié)構(gòu)蛛體)所狹組成。具有一定俗的結(jié)構(gòu)是巖體的顯著特獸征之一。巖體中存頌在著復(fù)雜恰的天然應(yīng)癢力狀態(tài)和地下水，這是巖櫻體與其他咬材料的根本區(qū)別之一。35二、巖體概的結(jié)構(gòu)巖體結(jié)構(gòu)(ro肌ckm療ass致st辜ruc蝦tur適e)指巖體中燥結(jié)構(gòu)面與睡結(jié)構(gòu)體的排列組圾合關(guān)系。1結(jié)定構(gòu)體特件征結(jié)構(gòu)體(st稈ruc覽tur杰al癥ele筒men賞t)指蹤蝶巖體中護(hù)被結(jié)構(gòu)堂面切割溫圍限的蘆巖石塊敗體。它不同貓于巖塊蔥的概念昆。結(jié)構(gòu)體輕的規(guī)模取決于結(jié)們構(gòu)面的密勢(shì)度，密度納愈小，結(jié)瓶構(gòu)體的規(guī)連模愈大,跪與結(jié)構(gòu)面途對(duì)應(yīng),劃薄分為五級(jí)憶。常用塊度模數(shù)（單位體副積內(nèi)的Ⅳ糾級(jí)結(jié)構(gòu)體哲數(shù))或菊結(jié)構(gòu)體體民積來(lái)表示證結(jié)構(gòu)體規(guī)逐模。36結(jié)構(gòu)體的誓形狀示意蝕圖結(jié)構(gòu)體常睡見(jiàn)的形狀:柱狀、撤板狀、腹楔形、衰菱形形狀不同戀，穩(wěn)定性擁不同。372巖體搜的結(jié)構(gòu)類妥型巖體結(jié)構(gòu)類型巖體地質(zhì)類型主要結(jié)構(gòu)形狀結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況巖土工程特征可能發(fā)生的巖土工程問(wèn)題整體狀結(jié)構(gòu)均質(zhì)，巨塊狀巖漿巖、變質(zhì)巖，巨厚層沉積巖、正變質(zhì)巖巨塊狀以原生構(gòu)造節(jié)理為主，多呈閉合型，裂隙結(jié)構(gòu)面間距大于15m，一般不超過(guò)1～2組，無(wú)危險(xiǎn)結(jié)構(gòu)面組成的落石掉塊整體性強(qiáng)度高，巖體穩(wěn)定，可視為均質(zhì)彈性各向同性體不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體的局部滑動(dòng)或坍塌，深埋洞室的巖爆塊狀結(jié)構(gòu)厚層狀沉積巖、正變質(zhì)巖、塊狀巖漿巖、變質(zhì)巖塊狀、柱狀只具有少量貫穿性較好的節(jié)理裂隙，裂隙結(jié)構(gòu)面間距0.7～1.5m。一般為2～3組，有少量分離體整體強(qiáng)度較高，結(jié)構(gòu)面互相牽制，巖體基本穩(wěn)定，接近彈性各向同性體層狀結(jié)構(gòu)多韻律的薄層及中厚層狀沉積巖、副變質(zhì)巖層狀、板狀、透鏡體有層理、片理、節(jié)理，常有層間錯(cuò)動(dòng)面接近均一的各向異性體，其變形及強(qiáng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)構(gòu)造影響嚴(yán)重的破碎巖層塊狀斷層、斷層破碎帶、片理、層理及層間結(jié)構(gòu)面較發(fā)育，裂隙結(jié)構(gòu)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(qiáng)度很低，并受斷裂等軟弱結(jié)構(gòu)面控制，多呈彈塑性介質(zhì)，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(jié)構(gòu)構(gòu)造影響劇烈的斷層破碎帶，強(qiáng)風(fēng)化帶，全風(fēng)化帶碎屑狀顆粒狀斷層破碎帶交叉，構(gòu)造及風(fēng)化裂隙密集，結(jié)構(gòu)面及組合錯(cuò)綜復(fù)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(zhì)易引起規(guī)模較大的巖體失穩(wěn)，地下水加劇巖體失穩(wěn)38三、巖測(cè)體成因怖與巖體裹特征1巖漿巖戴體無(wú)層理晚，產(chǎn)狀立復(fù)雜。斯根據(jù)巖痕漿活動(dòng)紹方式，征巖漿巖躺可分為枕深成巖蓮、淺成澡巖和噴詳出巖三旬類。2沉積巖體具有層賠理構(gòu)造茄，巖體怨呈層狀悉結(jié)構(gòu)。葡沉積巖喪包括他療生沉積錢(qián)巖和自憤生沉積怪巖兩大綿類。3變質(zhì)巖誕體多數(shù)巖本石變質(zhì)驢后都經(jīng)勿歷了不唯同程度堂的重結(jié)凡晶作用員，結(jié)構(gòu)貓較致密析，抗水蜻性增強(qiáng)派，孔隙暫率較低偵，透水暢性弱，挖抗變形勵(lì)性能好罰，強(qiáng)度牽高。因表此與沉名積巖相懲比，變?nèi)寿|(zhì)巖的詞性質(zhì)一穗般要好謊些。39方法：通拾過(guò)巖體的鍛一些簡(jiǎn)單和姥容易實(shí)匯測(cè)的指順標(biāo)，把龍工程地塌質(zhì)條件龍和巖體分力學(xué)性棟質(zhì)參數(shù)浩聯(lián)系起刪來(lái)，并借鑒脖已建工受程設(shè)計(jì)香、施工隸和處理鍬等方面傲成功與公失敗的她經(jīng)驗(yàn)教裳訓(xùn)，對(duì)巖體進(jìn)漲行歸類的一種工竭作方法。目的：悟通過(guò)分鎮(zhèn)類，概括地反休映各類工同程巖體的藝質(zhì)量好壞隸，預(yù)測(cè)可非能出現(xiàn)的行巖體力學(xué)箱問(wèn)題。為工程立設(shè)計(jì)、陪支護(hù)襯掃砌、建淹筑物選滋型和施贊工方法槳選擇等提供參數(shù)田和依據(jù)?！?.咽5巖體的工校程分類40一、巖塊揪的工程分塘類1、D析eer棋e(cuò)&做Mil腎ler雙指標(biāo)分悲類分類指燦標(biāo)：巖罪塊抗壓閱強(qiáng)度（蘇c）、模量比（Et/c）類別巖塊分類σc(MPa)巖石類型舉例A極高強(qiáng)度＞200石英巖、輝長(zhǎng)巖、玄武巖B高強(qiáng)度100~200大理巖、花崗巖、片麻巖C中等強(qiáng)度50~100砂巖、板巖D低強(qiáng)度25~50煤、粉砂巖、片巖E極低強(qiáng)度1~25白堊、鹽巖類別Et/σc分類Et/σcH高模量比＞500M中等模量比200~500L低模量比＜200412國(guó)標(biāo)竭《巖土工盒程勘察規(guī)白范》分類分類指灶標(biāo)：新鮮條巖塊的飽和單咐軸抗壓套強(qiáng)度（cw）類別亞類飽和單軸抗壓強(qiáng)度(MPa)代表性巖石硬質(zhì)巖石極硬巖石＞60花崗巖、花崗片麻巖、閃長(zhǎng)巖、玄武巖、石灰?guī)r、石英砂巖、石英巖、大理巖、硅質(zhì)礫巖等次硬巖石30~60軟質(zhì)巖石次軟巖石5~30粘土巖、頁(yè)巖、千枚巖、綠泥石片巖、云母片巖等極軟巖石＜542二、巖蓋體的工返程分類1巖體質(zhì)量扣分級(jí)2洞室嘩圍巖分類3巖陳體地質(zhì)城力學(xué)分遙類（R游MR分夾類）4巴始頓巖體截質(zhì)量分陳類（Q潛分類）431、巖體貓質(zhì)量分級(jí)（《工程竄巖體分描級(jí)標(biāo)準(zhǔn)腸》GB棒502棚18-泳94）分級(jí)指圍標(biāo)：巖賄體基本故質(zhì)量指歉標(biāo)BQBQ=攀90+允3σcw+250Kv當(dāng)σcw＞90Kv＋30時(shí)，令σcw＝90Kv＋30當(dāng)Kv＞0.0繭4σcw＋0.4時(shí)，令Kv＝0.0悶4σcw＋0.4Jv與宗Kv對(duì)鳥(niǎo)照表Jv(條/m3)＜33~1010~2020~35＞35Kv＞0.750.75~0.550.55~0.350.35~0.15＜0.1544分級(jí)方相法：（1）按巖體質(zhì)基本質(zhì)量槽指標(biāo)BQ進(jìn)行初瞎步分級(jí)（2）根據(jù)天皺然應(yīng)力、稼地下水和灘結(jié)構(gòu)面方搶位等對(duì)BQ進(jìn)行修共正（3）按修正博后的［BQ］進(jìn)行詳劑細(xì)分級(jí)基本質(zhì)量級(jí)別巖體質(zhì)量的定性特征巖體基本質(zhì)量指標(biāo)(BQ)Ⅰ堅(jiān)硬巖，巖體完整＞550Ⅱ堅(jiān)硬巖，巖體較完整；較堅(jiān)硬巖，巖體完整550~451Ⅲ堅(jiān)硬巖，巖體較破碎；較堅(jiān)硬巖或軟、硬巖互層，巖體較完整；較軟巖，巖體完整450~351Ⅳ堅(jiān)硬巖，巖體破碎；較堅(jiān)硬巖，巖體較破碎—破碎；較軟巖或軟硬巖互層，且以軟巖為主，巖體較完整—較破碎；軟巖，巖體完整—較完整350~251Ⅴ較軟巖，巖體破碎；軟巖，巖體較破碎—破碎；全部極軟巖及全部極破碎巖＜25045巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度σcw(MPa)＞6060~3030~1515~5＜5堅(jiān)硬程度堅(jiān)硬巖較堅(jiān)硬巖較軟巖軟巖極軟巖巖石堅(jiān)硬鑼程度劃分驚表巖體完乎整程度謝劃分表巖體完整性系數(shù)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46各級(jí)巖體酒物理力學(xué)閱參數(shù)及圍元巖自穩(wěn)能守力表級(jí)別密度ρ(g/cm3)抗剪強(qiáng)度變形模量E(GPa)泊松比μ圍巖自穩(wěn)能力φ(°)C(MPa)Ⅰ＞2.65＞60＞2.1＞330.2跨度≤20m，可長(zhǎng)期穩(wěn)定，偶有掉塊，無(wú)塌方Ⅱ＞2.6560~502.1~1.533~200.2~0.25跨度10~20m，可基本穩(wěn)定，局部可掉塊或小塌方;跨度＜10m，可長(zhǎng)期穩(wěn)定，偶有掉塊Ⅲ2.65~2.4550~391.5~0.720~60.25~0.3跨度10~20m，可穩(wěn)定數(shù)日~1月，可發(fā)生小至中塌方；跨度5~10m，可穩(wěn)定數(shù)月，可發(fā)生局部塊體移動(dòng)及小至中塌方；跨度＜5m，可基本穩(wěn)定Ⅳ2.45~2.2539~270.7~0.26~1.30.3~0.35跨度＞5m，一般無(wú)自穩(wěn)能力，數(shù)日至數(shù)月內(nèi)可發(fā)生松動(dòng)、小塌方，進(jìn)而發(fā)展為中至大塌方。埋深小時(shí)，以拱部松動(dòng)為主，埋深大時(shí)，有明顯塑性流動(dòng)和擠壓破壞；跨度≤5m，可穩(wěn)定數(shù)日至1月Ⅴ＜2.25＜27＜0.2＜1.3＞0.35無(wú)自穩(wěn)能力47當(dāng)?shù)叵旅鄱词覈p巖處于高天然應(yīng)省力區(qū)或圍巖邊中有不研利于巖袍體穩(wěn)定聰?shù)能浫踅Y(jié)構(gòu)柿面和地下水時(shí)，巖體校BQ值應(yīng)釀進(jìn)行修正惰，修正值［BQ］按下式括計(jì)算：［BQ拆］＝B踏Q－1畝00(讀K1＋K2＋K3)K1-地下停水影響歲修正系敞數(shù)；K2-主要軟紗弱面產(chǎn)狀僅影響修正概系數(shù)；K3-天然應(yīng)嶺力影響修產(chǎn)正系數(shù)。根據(jù)修正致值的［BQ床］進(jìn)行重新然分級(jí)。確估定各級(jí)巖恨體的物理必力學(xué)參數(shù)億和圍巖自坊穩(wěn)能力。48K1BQ＞450450~350350~250＜25地下水狀態(tài)潮濕或點(diǎn)滴狀出水00.10.2~0.30.4~0.6淋雨?duì)罨蛴苛鳡畛鏊?，水壓?.1MPa或單位水量＜10L／min0.10.2~0.30.4~0.60.7~0.9淋雨?duì)罨蛴苛鳡畛鏊?，水壓?.1MPa或單位水量＞10L／min0.20.4~0.60.7~0.91.0地下水影銀響修正系減數(shù)(K1)表49結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及其與洞軸線的組合關(guān)系結(jié)構(gòu)面走向與洞軸線夾角α＜30°，傾角β＝30°~75°結(jié)構(gòu)面走向與洞軸線夾角α＞60°，傾角β＞75°其他組合K20.4~0.50~0.20.2~0.4主要軟艘弱結(jié)構(gòu)滑面產(chǎn)狀被影響修罷正系數(shù)(K2)表K3BQ

＞550550~450450~350350~250＜250天然應(yīng)力狀態(tài)極高應(yīng)力區(qū)1.01.01.0~1.51.0~1.51.0高應(yīng)力區(qū)0.50.50.50.5~1.00.5~1.0天然應(yīng)力悟影響修正傻系數(shù)(K3)表502、洞室質(zhì)圍巖分類（《錨禿桿噴射尸混凝土艙支護(hù)技步術(shù)規(guī)范撈》）分類指?jìng)z標(biāo)：巖估體結(jié)構(gòu)視、結(jié)構(gòu)厭面發(fā)育賠特征、像巖石強(qiáng)暴度及巖桐體聲學(xué)企性質(zhì)、優(yōu)點(diǎn)：渾給出了稻毛洞自熔穩(wěn)性的鍛工程地程質(zhì)評(píng)價(jià)飲，給出提了各類榨圍巖的迫噴錨支滋護(hù)設(shè)計(jì)鍵參數(shù)及奧圍巖物齒理力學(xué)秤性質(zhì)的校計(jì)算指懇標(biāo)。51圍巖類別主要工程地質(zhì)特點(diǎn)毛洞穩(wěn)定情況巖體結(jié)構(gòu)構(gòu)造影響程度，結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況和組合狀態(tài)巖石強(qiáng)度指標(biāo)巖體聲波指標(biāo)巖體強(qiáng)度應(yīng)力比Sm單軸飽和抗壓強(qiáng)度σcw(MPa)點(diǎn)荷載強(qiáng)度(MPa)

巖體縱波度vmp(km／s)巖體完整性系數(shù)Kv

Ⅰ整體狀及層間結(jié)合良好的厚層狀結(jié)構(gòu)構(gòu)造影響輕微，偶有小斷層。結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，僅有兩到三組，平均間距大于0.8m，以原生和構(gòu)造節(jié)理為主，多數(shù)閉合，無(wú)泥質(zhì)充填，不貫通。層間結(jié)合良好，一般不出現(xiàn)不穩(wěn)定塊體＞60＞2.5＞5

＞0.75

毛洞跨度5~10m時(shí)，長(zhǎng)期穩(wěn)定，一般無(wú)碎塊掉落

GBJ8登6-20戒02圍巖分類523蓋巖體地節(jié)質(zhì)力學(xué)踏分類(逐RMR裝分類)分類指赤標(biāo)：巖塊從強(qiáng)度、姥RQD際值、節(jié)各理間距較、節(jié)理葬條件及彼地下水分類方璃法：（1）童根據(jù)各痕類指標(biāo)煮的數(shù)值憐，按表徹2-2柄0A的給標(biāo)準(zhǔn)評(píng)拳分，求雖和得總跌分RM突R值。（2）按賊表2-2隊(duì)0B和表拘2-21渣的規(guī)定對(duì)叢總分作適哭當(dāng)?shù)男拚?。?）顧用修正腥后的總希分對(duì)照金表2-棍20C氧求得巖唱體的類石別及相伙應(yīng)的無(wú)倘支護(hù)地觀下洞室旗的自穩(wěn)圈時(shí)間和膊巖體強(qiáng)據(jù)度指標(biāo)補(bǔ)(c，陣φ)值毅。53（1）廉根據(jù)各乞類指標(biāo)框的數(shù)值叫，按右昂表的標(biāo)魄準(zhǔn)評(píng)分唐，求和星得總分生RMR袍值。

分類參數(shù)數(shù)

值

范

圍1完整巖石強(qiáng)度(MPa)點(diǎn)荷載強(qiáng)度指標(biāo)＞104~102~41~2對(duì)強(qiáng)度較低的巖石宜用單軸抗壓強(qiáng)度單軸抗壓強(qiáng)度＞250100~25050~10025~505~251~5＜1評(píng)

分

值1512742102巖心質(zhì)量指標(biāo)RQD(％)90~10075~9050~7525~50＜25評(píng)

分

值201510833節(jié)理間距(cm)＞20060~20020~606~20＜6評(píng)

分

值201510854節(jié)理?xiàng)l件節(jié)理面很粗糙，節(jié)理不連續(xù)，節(jié)理寬度為零，節(jié)理面巖石堅(jiān)硬節(jié)理面稍粗糙，寬度＜1mm，節(jié)理面巖石堅(jiān)硬