第7章 巖石與巖體的工程地質(zhì)特征.ppt

1、第七章巖石與巖體的工程地質(zhì)特征,7.1 概述 7.2 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì) 7.3 巖體的工程地質(zhì)性質(zhì) 7.4 巖石與巖體的工程分類,第七章巖石與巖體的工程地質(zhì)特征,7.1 概述,巖石：由礦物或巖屑在地質(zhì)作用下按一定的規(guī)律聚集而成的自然結(jié)合體。 巖體：在漫長的地質(zhì)歷史過程中，經(jīng)受了各種地質(zhì)作用，并在地營力的長期作用下形成的、內(nèi)部保留了各種各樣的地質(zhì)構造形跡的、具有一定工程尺度的自然地質(zhì)體。 其影響因素：巖石的礦物成分、結(jié)構構造、風化程度,1巖石的物理性質(zhì)(相對密度、重度、空隙率等） 相對密度的大小取決于組成巖石的礦物相對密度及其在巖石中的相對含量，組成巖石的礦物相對密度大、含量多,則巖石的比重大

2、。 對于同一種巖石,若重度有差異,則重度大的結(jié)構致密、孔隙性小,強度和穩(wěn)定性相對較高； 巖石中孔隙、裂隙發(fā)育程度變化很大,其孔隙率的變化也很大。,第七章巖石與巖體的工程地質(zhì)特征,7.2 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì),2巖石水理性質(zhì)(吸水性、透水性、軟化性、抗凍性) 吸水率：巖石的吸水率愈大,則水對巖石的侵蝕、軟化作用就愈強,巖石強度和穩(wěn)定性受水作用的影響也就愈顯著。 滲透性：巖石的透水性大小,主要取決于巖石中孔隙、裂隙的大小和連通情況。（強透水、中等透水、弱透水、微透水） 軟化性：巖石的軟化性主要取決于巖石的礦物成分和結(jié)構構造特征。巖石中粘土礦物含量高、孔隙率大、吸水率高,則易與水作用而軟化,使其強度和

3、穩(wěn)定性大大降低甚至喪失。 抗凍性：與巖石的飽水系數(shù)、軟化系數(shù)有著密切關系。一般是飽水系數(shù)愈小,巖石的抗凍性愈強;易于軟化的巖石,其抗凍性也低。溫度變化劇烈,巖石反復凍融,則降低巖石的抗凍能力。,第七章巖石與巖體的工程地質(zhì)特征,7.2 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì),3巖石力學性質(zhì)(變形、強度) 變形：（彈性變形、塑性變形） 變形指標：彈性模量、變形模量、泊松比,第七章巖石與巖體的工程地質(zhì)特征,7.2 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì),3巖石力學性質(zhì)(變形、強度) 強度：（抗壓強度、抗剪強度、抗拉強度）,第七章巖石與巖體的工程地質(zhì)特征,7.2 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì),5.影響巖石工程性質(zhì)的因素（內(nèi)因、外因） （1）內(nèi)因 礦物

4、組成（石英巖石英，大理巖方解石） 結(jié)構 結(jié)晶類巖巖漿巖、變質(zhì)巖、部分沉積巖 膠結(jié)類巖沉積巖中的碎屑巖 A）結(jié)晶類巖孔隙率小，吸水率小，比膠結(jié)類巖具有較高的強度和穩(wěn)定性如同為花崗巖，粗粒花崗巖強度/層面 滲透系數(shù)（K）： /層面 層面,5.影響巖石工程性質(zhì)的因素（內(nèi)因、外因） （2）外因 水的作用使巖石強度降低，但有時該過程可逆，干燥后，強度恢復。 風化作用使巖石強度和穩(wěn)定性降低，遭到破壞。,第七章巖石與巖體的工程地質(zhì)特征,7.2 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì),巖體結(jié)構要素：結(jié)構面、結(jié)構體 結(jié)構面類型：原生結(jié)構面(沉積結(jié)構面、火成結(jié)構面、變質(zhì)結(jié)構面) 次生結(jié)構面(風化裂隙、卸荷裂隙、泥化夾層) 構造結(jié)構面

5、(劈理面、節(jié)理面、斷層面) 結(jié)構面的基本特征： a、規(guī)模 I級控制區(qū)域穩(wěn)定性 II級控制山體和巖體穩(wěn)定性 III級控制工程巖體穩(wěn)定性 IV級控制工程巖體的物理力學性質(zhì)及破壞方式 V級降低巖塊的強度 b、形態(tài)(平直、波狀、鋸齒狀、曲折) c、結(jié)合狀態(tài)與充填物(寬張、張開、微張、閉合型） 強度(礫質(zhì)充填砂質(zhì)充填泥質(zhì)充填) d、連通性連通、非連通 e、密集程度密集、不密集,第七章巖石與巖體的工程地質(zhì)特征,7.3 巖體的工程地質(zhì)性質(zhì),軟弱夾層與泥化夾層 軟弱夾層：巖體中那些性質(zhì)軟弱，有一定厚度的軟弱結(jié)構面或軟弱帶。 軟弱夾層的特點：高壓縮性、低強度 軟弱夾層強度的影響因素： （充填物的組成、結(jié)構特征、

6、充填程度及厚度） 泥化夾層：巖體中軟弱巖層在層間錯動與地下水的長期物理化學作用下所形成的結(jié)構疏松、顆粒多呈定向排列、粒間連接微弱的特殊軟弱層，多發(fā)生在上下相對堅硬而中間相對軟弱、剛?cè)嵯嚅g的巖層組合條件下。 泥化夾層的特征： 含水量接近或超過塑限，密度比原巖??； 常具有一定的膨脹性；力學強度比原巖大大降低，壓縮性較大； 易產(chǎn)生滲透變形。,2結(jié)構體由各種成因結(jié)構面的組合構成 （1）形狀 （2）大小：體積裂隙數(shù)、塊度分類,第七章巖石與巖體的工程地質(zhì)特征,7.3 巖體的工程地質(zhì)性質(zhì),3巖體結(jié)構 （1）概念：指巖體中結(jié)構面與結(jié)構體的組合方式。 （2）巖體結(jié)構分類及特征 整體塊狀結(jié)構： 層狀結(jié)構： 碎裂結(jié)

7、構： 散體結(jié)構： 4.巖體的力學性質(zhì)（見巖體力學）,第七章巖石與巖體的工程地質(zhì)特征,7.3 巖體的工程地質(zhì)性質(zhì),3巖體結(jié)構 （1）概念：指巖體中結(jié)構面與結(jié)構體的組合方式。 （2）巖體結(jié)構分類及特征 整體塊狀結(jié)構： 層狀結(jié)構： 碎裂結(jié)構： 散體結(jié)構： 4.巖體的力學性質(zhì)（見巖體力學）,第七章巖石與巖體的工程地質(zhì)特征,7.3 巖體的工程地質(zhì)性質(zhì),巖體失穩(wěn)的主要影響因素,受區(qū)域地殼穩(wěn)定性控制 受巖體的結(jié)構特征：變形特形、強度特性、水穩(wěn)性等控制 受巖體邊界條件影響：即存在臨空面和結(jié)構面組成的分離體 荷載的類型、大小和方向決定巖體的受力狀態(tài)。 荷載方向與滑動面方向一致不利于穩(wěn)定 荷載方向與滑動面方向垂直利于穩(wěn)定 工程類別影響到巖體穩(wěn)定性 如高層建筑：除考慮垂直荷載外，還應考慮水平荷載影響 堤壩：除考慮壓縮變形外，還應考慮水壓力的作用。,巖石堅硬程度定量分類,第七章巖石與巖體的工程地質(zhì)特征,7.4 巖石與巖體的工程分類,巖石堅硬程度定性分類,第七章巖石與巖體的工程地質(zhì)特征,7.4 巖石與巖體的工程分類,巖體完整程度定量分類,第七章巖石與巖體的工程地質(zhì)特征,7.4 巖石與巖體的工程分類,巖體完整程度定性分類,第七章巖石與巖體的工程地質(zhì)特征,7.4 巖石與巖體的