第四章巖體結(jié)構(gòu)

第四章巖體結(jié)構(gòu)第1頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四巖石（Rock）:

具一定結(jié)構(gòu)構(gòu)造的礦物集合體.巖體（Rockmass）：包含各種結(jié)構(gòu)面的地質(zhì)體。

巖體的工程性質(zhì)首先取決于結(jié)構(gòu)面的性質(zhì),其次才是組成巖體的巖石性質(zhì).第2頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四巖體結(jié)構(gòu)(rockmassstructure)

=

結(jié)構(gòu)面(structuralplane)+

結(jié)構(gòu)體(structuralelement)巖體受力破壞過程：累積變形、滑移開裂的結(jié)果。第3頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四結(jié)構(gòu)面：存在于巖體中的各種地質(zhì)界面。包括破裂面、物質(zhì)分異面、軟弱結(jié)構(gòu)面。按成因發(fā)展歷史分為：第4頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四

結(jié)構(gòu)面特征

規(guī)模形態(tài)、平整光滑度張開度和充填程度連通性密集程度產(chǎn)狀和組數(shù)第5頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)體：巖體中被結(jié)構(gòu)面切割圍限的巖石塊體。結(jié)構(gòu)體分4個級序。決定結(jié)構(gòu)體規(guī)模的因素：結(jié)構(gòu)面的密度。結(jié)構(gòu)體的形態(tài)巖體結(jié)構(gòu)類型劃分第6頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四結(jié)構(gòu)體形態(tài)第7頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四巖體結(jié)構(gòu)類型及工程性質(zhì)

整體塊狀結(jié)構(gòu)：整體強度高。層狀結(jié)構(gòu)：強度和變形特性具各向異性特點。碎裂結(jié)構(gòu)：巖體完整性破壞大。散體結(jié)構(gòu)：工程性質(zhì)差。第8頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四影響巖體工程性質(zhì)的主要因素巖石強度、風化程度、巖體完整性與水的影響。巖石強度和質(zhì)量巖石質(zhì)量的好壞表現(xiàn)在強度（軟、硬）和變形性兩方面。用室內(nèi)單軸抗壓強度指標來反映。巖體的完整性：用地質(zhì)、試驗和施工等參數(shù)表達。水的影響：物理力學性質(zhì)惡化與巖體穩(wěn)定性的裂隙滲流。用巖石浸水飽和前后的單軸干、濕抗壓強度之比表示水的影響程度。第二節(jié)巖體工程地質(zhì)分類第9頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四工程巖體分級

工程巖體分級的代表性方案RQD巖石質(zhì)量指標分類谷德振的巖體結(jié)構(gòu)類型分類比尼衛(wèi)斯基的RMR分類系統(tǒng)巴頓的Q指標分類系統(tǒng)巖體質(zhì)量指標RMQ分類法（M法）第10頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四工程巖體分級第11頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四巖體質(zhì)量指標RMQ分類法（M法）主要有巖體完整性、巖石質(zhì)量、風化程度、軟化性四個方面：

第12頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四GB50218-94《工程巖體分級標準》工程巖體質(zhì)量的初步分級：堅硬性、完整性(1)巖石堅硬程度的確定堅硬程度定性劃分定量確定采用單軸飽和抗壓強度（)實測值。無條件時，可用實測的巖石點荷載強度指數(shù)（）換算：

第13頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四工程巖體分級標準工程巖體質(zhì)量的初步分級（2）巖體完整程度確定完整程度定性定量確定完整程度的定量指標:完整性指數(shù),巖體體積節(jié)理數(shù)工程巖體質(zhì)量的詳細分級地下水初始應力軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀（3）巖體基本質(zhì)量分級完整性指數(shù)為巖體壓縮波速度與巖塊壓縮波速度之比的平方。第14頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四巖體工程地質(zhì)分類發(fā)展趨勢定性與定量結(jié)合多因素綜合指標與地質(zhì)勘察結(jié)合應用新理論新方法分類與工程巖體處理、施工方法相結(jié)合第15頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四巖基變形特征與承載能力：

壓縮變形特征：僅層狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)的軟質(zhì)巖石，在重型建筑物下需考慮。剪切變形特征：完整巖體裂隙巖體軟弱巖體第16頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四蠕變(creep):

在一定條件下,變形隨時間持續(xù)增長.

松弛(relaxation):

在變形保持一定時,應力隨時間逐漸減小.

指在恒定壓力下，變形隨時間而增長直至破壞的特性。初始階段勻速階段加速階段以長期強度為臨界值流變性:第17頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四巖基承載力持力層的選擇：除強風化或易軟化的巖層、斷層破碎帶外，一般巖層均有較高承載能力，應考慮其上覆土層選擇基礎方案。規(guī)范法定巖基承載力：據(jù)巖石單軸抗壓強度查表。第18頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四巖體穩(wěn)定性分析主要影響因素：區(qū)域穩(wěn)定性，有地殼相對運動與大斷裂。巖體結(jié)構(gòu)、變形、強度、水穩(wěn)性等特性。邊界條件（臨空面、滑動面、切割面）荷載(類型、大小和方向）工程類別第19頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四巖體穩(wěn)定分析方法自然歷史分析法巖體結(jié)構(gòu)計算法圖解法地質(zhì)類比分析法第20頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四斜坡穩(wěn)定性評價地質(zhì)分析法邊坡變形在外形特征及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)上有所反映，結(jié)合周圍環(huán)境條件分析，作出評價和預測。一般注意：根據(jù)區(qū)域地質(zhì)背景、地貌形態(tài)演變判斷穩(wěn)定性。促使斜坡滑動破壞的主導因素判斷穩(wěn)定性。觀測斜坡所處的演化發(fā)育歷史階段及滑動前的跡象。采用工程地質(zhì)類比法（注意全面的相似性）。第21頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四邊坡巖體穩(wěn)定性分析力學計算法單平面滑動:1)無滲流時

2)有滲流時折線滑面:滑坡推力法第22頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四斜坡穩(wěn)定性評價平移滑動斜坡穩(wěn)定性計算穩(wěn)定系數(shù)當，邊坡處極限平衡狀態(tài)，便有上式左邊、右邊分別稱為坡高函數(shù)（y）和角度函數(shù)（x）。x、y和K三者確定其中之一。①已知坡角，指定K值下的坡高；②已知坡高，指定K值下的坡角。第23頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四斜坡穩(wěn)定性評價弧形滑移面的斜坡穩(wěn)定性計算

弧形滑移面一般出現(xiàn)在均質(zhì)土坡或碎塊體和散體斜坡中，常用瑞典工程師W．費蘭紐斯(Fellenius，1922)提出條分法計算其穩(wěn)定性。例如土質(zhì)不均勻的、坡上或坡頂作用有荷載的土坡等。

－滑面圓弧的長度(m)；－條塊重量的分量同樣也可畫出x、y和K三者之間計算圖表。第24頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四斜坡穩(wěn)定性評價赤平極射投影法圖解法第25頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四赤平極射投影分析邊坡穩(wěn)定性一組結(jié)構(gòu)面的斜坡穩(wěn)定情況第26頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四高層建筑巖基穩(wěn)定性計算沿基底面PO