巖石力學基本物理性質

1、2021-6-20巖石力學 巖石力學巖石力學 基本物理性質基本物理性質 2021-6-20巖石力學 課程回顧課程回顧 o一個意義：為什么學習巖石力學？一個意義：為什么學習巖石力學？ o兩個定義兩個定義 n 巖石力學的定義巖石力學的定義 n 巖石的定義巖石的定義 o一個特點：巖石力學研究對象的特點一個特點：巖石力學研究對象的特點 o一個方法：研究巖石力學的方法一個方法：研究巖石力學的方法 2021-6-20巖石力學 本次課的課程提綱本次課的課程提綱 一、巖石的組構特征一、巖石的組構特征 二、巖石中的結構面（軟弱面）二、巖石中的結構面（軟弱面） 三、巖石的四個性質三、巖石的四個性質 四、巖石的物理

2、四、巖石的物理 五、巖石的水理性能五、巖石的水理性能 2021-6-20巖石力學 1 1 巖石的物質組成巖石的物質組成 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 組成巖石的礦物組成巖石的礦物 組成巖石的礦物成分及其相對含量在一定程度上組成巖石的礦物成分及其相對含量在一定程度上 決定著巖決定著巖石的石的力學性質力學性質 二、巖石的組構特征二、巖石的組構特征 2021-6-20巖石力學 物質組成對力學性質的影響物質組成對力學性質的影響 o 一般硅酸鹽礦物有石英、長石、角閃石、輝一般硅酸鹽礦物有石英、長石、角閃石、輝 石、橄欖石（粒狀）及云母和粘

3、土礦物（片石、橄欖石（粒狀）及云母和粘土礦物（片 狀）等狀）等 o 含硬度大的粒狀礦物愈多，巖石強度高花含硬度大的粒狀礦物愈多，巖石強度高花 崗巖、閃長巖、玄武巖崗巖、閃長巖、玄武巖 o 含硬度小的片狀礦物愈多，巖石強度愈低含硬度小的片狀礦物愈多，巖石強度愈低 粘土巖、泥巖粘土巖、泥巖 2021-6-20巖石力學 o 碳酸鹽類礦物主要包括石灰?guī)r和白云巖類，碳酸鹽類礦物主要包括石灰?guī)r和白云巖類， 巖石的物理力學性質取決于巖石中的巖石的物理力學性質取決于巖石中的CaCOCaCO3 3 及酸不溶物的含量及酸不溶物的含量 o CaCOCaCO3 3含量愈高，如純灰?guī)r、白云巖強度高含量愈高，如純灰?guī)r、白

4、云巖強度高 o 泥質含量高的，如泥質灰?guī)r、泥灰?guī)r等力學泥質含量高的，如泥質灰?guī)r、泥灰?guī)r等力學 性質差性質差 物質組成對力學性質的影響物質組成對力學性質的影響 2021-6-20巖石力學 o 碎屑巖的力學性質與膠結物成分的關系：碎屑巖的力學性質與膠結物成分的關系： o 強度上：硅質強度上：硅質 鐵質鐵質 鈣質鈣質 泥質泥質 物質組成對力學性質的影響物質組成對力學性質的影響 2021-6-20巖石力學 2021-6-20巖石力學 泥頁巖的粘土礦物組成泥頁巖的粘土礦物組成 o 蒙脫石蒙脫石 o 伊利石伊利石 o 綠泥石綠泥石 o 高嶺石高嶺石 o 伊蒙混層伊蒙混層 粘土礦物粘土礦物力學性質力學性質

5、蒙脫石含量高蒙脫石含量高軟，易變形，易水化軟，易變形，易水化 伊利石含量高伊利石含量高硬脆，不易變形，不易水化硬脆，不易變形，不易水化 2021-6-20巖石力學 2 2 巖石的結構巖石的結構 巖石的結構巖石的結構：巖石內礦物顆粒的大小、形狀、排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。其中，粒間連結分結晶連結在巖塊構成上的特征。其中，粒間連結分結晶連結 與膠結連結與膠結連結 二、巖石的組構特征二、巖石的組構特征 顆粒形狀顆粒形狀 強度：強度： 粒狀、柱狀粒狀、柱狀片狀片狀鱗狀鱗狀 顆粒大小顆粒

6、大小 強度：強度： 粗粒粗粒 不等粒不等粒 2021-6-20巖石力學 2 2 巖石的結構巖石的結構 微結構面微結構面：指存在于礦物顆粒內部或礦物顆粒間指存在于礦物顆粒內部或礦物顆粒間 的軟弱面或缺陷，包括礦物解理、晶格缺陷、粒間的軟弱面或缺陷，包括礦物解理、晶格缺陷、粒間 空隙、微裂隙、微層理及片理面、片麻理面等空隙、微裂隙、微層理及片理面、片麻理面等 降低巖石強度降低巖石強度 導致巖石力學性質各向異性導致巖石力學性質各向異性 二、巖石的組構特征二、巖石的組構特征 2021-6-20巖石力學 2 2 巖石的結構巖石的結構 結晶連結結晶連結：礦物顆粒通過結晶相互嵌合在一起，礦物顆粒通過結晶相互

7、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它是通過共用原子或離子使不同晶粒緊密接觸 巖漿巖、變質巖、沉積巖中的碳酸巖巖漿巖、變質巖、沉積巖中的碳酸巖 膠結連結膠結連結：礦物顆粒通過膠結物連結在一起礦物顆粒通過膠結物連結在一起 碎屑巖碎屑巖 二、巖石的組構特征二、巖石的組構特征 2021-6-20巖石力學 二、二、巖石的組構特征巖石的組構特征 o 基底型：彼此不發(fā)生接觸的礦物顆粒埋在玻璃體重，這基底型：彼此不發(fā)生接觸的礦物顆粒埋在玻璃體重，這 種情況下膠結程度很高，巖石強度與膠結物有關種情況下膠結程度很高，巖石強度與膠結物有關 o 接觸型：僅僅在顆粒的接觸點存在膠結物，這種膠結程接觸

8、型：僅僅在顆粒的接觸點存在膠結物，這種膠結程 度低，巖石強度也不大度低，巖石強度也不大 o 間隙型：礦物顆粒彼此直接接觸，而顆粒的孔隙被膠結間隙型：礦物顆粒彼此直接接觸，而顆粒的孔隙被膠結 物充填物充填 o 溶蝕型：膠結物不僅充填在礦物顆粒之間，而且進入到溶蝕型：膠結物不僅充填在礦物顆粒之間，而且進入到 礦物顆粒本身中，膠結強度很高。礦物顆粒本身中，膠結強度很高。 巖石的主要膠結類型：巖石的主要膠結類型： 2021-6-20巖石力學 A）基底型）基底型 B）間隙型）間隙型 C）接觸型接觸型 D）溶蝕型）溶蝕型 2021-6-20巖石力學 3 3 巖石的構造巖石的構造 巖石的構造巖石的構造：巖石

9、的構造是指巖石組成成分在空巖石的構造是指巖石組成成分在空 間上相互排列及所占的位置。間上相互排列及所占的位置。 巖漿巖的構造巖漿巖的構造：塊狀構造、流紋狀構造、氣孔狀塊狀構造、流紋狀構造、氣孔狀 構造、杏仁狀構造構造、杏仁狀構造 沉積巖的構造沉積巖的構造：層理構造層理構造 變質巖的構造變質巖的構造：片理構造片理構造 二、巖石的組構特征二、巖石的組構特征 2021-6-20巖石力學 2021-6-20巖石力學 2021-6-20巖石力學 三、巖石中的結構面（軟弱面）三、巖石中的結構面（軟弱面） o 結構面就是巖石內具有一定方向性、延展性結構面就是巖石內具有一定方向性、延展性 較大、厚度較小的兩維

10、面狀地質界面，包括較大、厚度較小的兩維面狀地質界面，包括 物質的異面和不連續(xù)面（如層理、斷裂面等）物質的異面和不連續(xù)面（如層理、斷裂面等） 1. 結構面的成因類型結構面的成因類型 2. 結構面的規(guī)模與分級結構面的規(guī)模與分級 3. 結構面特征及其對巖石性質的影響結構面特征及其對巖石性質的影響 2021-6-20巖石力學 一）結構面的成因類型一）結構面的成因類型 o地質成因類型地質成因類型 n 原生結構面原生結構面 n 構造結構面構造結構面 n 次生結構面次生結構面 o力學成因類型力學成因類型 n 張性結構面張性結構面 n 剪性結構面剪性結構面 2021-6-20巖石力學 結構面的地質成因類型結構

11、面的地質成因類型 1. 原生結構面：原生結構面：在巖石形成過程中形成的在巖石形成過程中形成的軟弱面軟弱面 n巖漿巖的流動構造面、冷縮形成的原生裂隙面、侵入巖漿巖的流動構造面、冷縮形成的原生裂隙面、侵入 體與圍巖的接觸面；體與圍巖的接觸面； n沉積巖體內的層理面、不整合面；沉積巖體內的層理面、不整合面； n變質巖體內的片理面，以及片麻構造面等。變質巖體內的片理面，以及片麻構造面等。 o 在原生結構面中，除了原生裂隙，以及由于受構在原生結構面中，除了原生裂隙，以及由于受構 造運動和風化作用的影響，已經脫開的軟弱面外，造運動和風化作用的影響，已經脫開的軟弱面外， 多多具有一定的連結力和較高的強度具有

12、一定的連結力和較高的強度。 2021-6-20巖石力學 結構面的地質成因類型結構面的地質成因類型 2. 構造結構面：構造結構面：巖石形成后的構造運動過程中產生的各種巖石形成后的構造運動過程中產生的各種 破裂面破裂面 o 斷裂面、層間錯動面構造作用形成的軟弱夾層，以及構斷裂面、層間錯動面構造作用形成的軟弱夾層，以及構 造裂隙面等造裂隙面等 o 這類軟弱面除了已經膠合者以外，絕大部分都是脫開的這類軟弱面除了已經膠合者以外，絕大部分都是脫開的 o 規(guī)模較大的，多充填有厚度不等、類型和連續(xù)程度不同規(guī)模較大的，多充填有厚度不等、類型和連續(xù)程度不同 的充填物，其中大部分已泥化，或者已變成了軟弱夾層的充填物

13、，其中大部分已泥化，或者已變成了軟弱夾層 o 就一般情況而言，除了部分構造裂隙以外，就一般情況而言，除了部分構造裂隙以外，大部分構造大部分構造 軟弱面的特性都很壞軟弱面的特性都很壞，強度多接近于巖體的剩余強度，強度多接近于巖體的剩余強度， 往往導致復雜往往導致復雜。 2021-6-20巖石力學 結構面的地質成因類型結構面的地質成因類型 o 次生結構面：次生結構面：巖體在外力作用下產生的軟弱面巖體在外力作用下產生的軟弱面 o 如風化裂隙面、卸荷裂隙面等。風化裂隙面發(fā)育深如風化裂隙面、卸荷裂隙面等。風化裂隙面發(fā)育深 度不大，方向紊亂，連續(xù)性很低。但可降低巖體的度不大，方向紊亂，連續(xù)性很低。但可降低

14、巖體的 強度和變形模量。卸荷裂隙是由于卸荷作用引起巖強度和變形模量。卸荷裂隙是由于卸荷作用引起巖 體在垂直于卸荷自由面方向發(fā)生伸長而形成。卸荷體在垂直于卸荷自由面方向發(fā)生伸長而形成。卸荷 裂隙面基本上平行于巖體卸荷自由面。裂隙面基本上平行于巖體卸荷自由面。一般來說，一般來說， 次生結構面主要影響地面附近巖體的穩(wěn)定性次生結構面主要影響地面附近巖體的穩(wěn)定性。 2021-6-20巖石力學 結構面的力學成因類型結構面的力學成因類型 o 這里所說的這里所說的結構面是指巖體中的破裂面結構面是指巖體中的破裂面而言而言 o 所謂軟弱面的力學成因類型，是所謂軟弱面的力學成因類型，是指按照形成破裂面指按照形成破裂

15、面 的破壞應力的不同，所劃分的破裂面的類型的破壞應力的不同，所劃分的破裂面的類型。根據(jù)。根據(jù) 野外觀察到的事實、大量巖體力學試驗的結果以及野外觀察到的事實、大量巖體力學試驗的結果以及 莫爾庫倫破壞理論的分析，認為巖體的破壞只有剪莫爾庫倫破壞理論的分析，認為巖體的破壞只有剪 切破壞和拉斷破壞兩種類型。破裂面的力學成因，切破壞和拉斷破壞兩種類型。破裂面的力學成因， 應劃分為剪性和張性兩大類別。應劃分為剪性和張性兩大類別。 2021-6-20巖石力學 結構面的力學成因類型結構面的力學成因類型 o 張性破裂面張性破裂面：是由張力形成的，在破壞過程中，是由張力形成的，在破壞過程中， 破壞面兩側巖體僅沿破

16、裂面法向發(fā)生分離位移。破壞面兩側巖體僅沿破裂面法向發(fā)生分離位移。 張性破裂面，一般張開度大，連續(xù)性差，形態(tài)多張性破裂面，一般張開度大，連續(xù)性差，形態(tài)多 不規(guī)則，多呈折線或鋸鑿狀。斷面凹凸不平，粗不規(guī)則，多呈折線或鋸鑿狀。斷面凹凸不平，粗 糙度大，破碎帶寬度變化大，且易被巖脈、礦脈糙度大，破碎帶寬度變化大，且易被巖脈、礦脈 充填，有時并有巖漿沿之入侵。張性破裂面常常充填，有時并有巖漿沿之入侵。張性破裂面常常 具有含水豐富，導水性強以及剪切強度高等特征具有含水豐富，導水性強以及剪切強度高等特征 2021-6-20巖石力學 2021-6-20巖石力學 結構面的力學成因類型結構面的力學成因類型 o 剪

17、性破裂面剪性破裂面：是由剪應力而形成的，破裂面是由剪應力而形成的，破裂面 兩側巖體沿破裂面切線方向發(fā)生有不同程度的兩側巖體沿破裂面切線方向發(fā)生有不同程度的 滑錯位移。具有擦痕、共軛性、規(guī)律的位移方滑錯位移。具有擦痕、共軛性、規(guī)律的位移方 向以及斷面比較光滑，是剪性破裂面共有的特向以及斷面比較光滑，是剪性破裂面共有的特 征，也是鑒定剪性破裂面的主要依據(jù)。征，也是鑒定剪性破裂面的主要依據(jù)。 2021-6-20巖石力學 正斷層正斷層上盤相對下盤向下滑動的斷層上盤相對下盤向下滑動的斷層 上盤下降上盤下降 下盤上升下盤上升 2021-6-20巖石力學 三）結構面特征及其對巖體性質的影響三）結構面特征及其

18、對巖體性質的影響 1.1. 產狀產狀 2.2. 連續(xù)性連續(xù)性 3.3. 密度密度 4.4. 張開度張開度 5.5. 形態(tài)形態(tài) 6.6. 充填膠結情況充填膠結情況 7.7. 組合關系組合關系 2021-6-20巖石力學 軟弱面的影響軟弱面的影響 o 巖石軟弱面對巖體物理力學特性如巖體強度、巖石軟弱面對巖體物理力學特性如巖體強度、 變形性、滲透性，力學上的連續(xù)性及巖體應變形性、滲透性，力學上的連續(xù)性及巖體應 力分布等都有顯著影響。因此，在很多情況力分布等都有顯著影響。因此，在很多情況 下，軟弱面是巖體力學問題的一個主要控制下，軟弱面是巖體力學問題的一個主要控制 因素。從本質上說，軟弱面使巖體變得更

19、加因素。從本質上說，軟弱面使巖體變得更加 軟弱，更易于變形而且表現(xiàn)為高度的各向異軟弱，更易于變形而且表現(xiàn)為高度的各向異 性。性。 2021-6-20巖石力學 2021-6-20巖石力學 X Y 2021-6-20巖石力學 剪切位移造成井眼剪切位移造成井眼 縮徑的實例（現(xiàn)場縮徑的實例（現(xiàn)場 實測結果實測結果） 2021-6-20巖石力學 o20022002年，年，BP BP 美國公司在墨西哥灣遇到鉆井中井壁穩(wěn)定問題。美國公司在墨西哥灣遇到鉆井中井壁穩(wěn)定問題。 o井眼與地層層理面夾角不同（井斜角不同），井壁垮塌程井眼與地層層理面夾角不同（井斜角不同），井壁垮塌程 度、垮塌巖石大小、形狀不同。度、垮

20、塌巖石大小、形狀不同。 2021-6-20巖石力學 Dusseault Dusseault 研究破碎性地研究破碎性地 層井壁穩(wěn)定性時發(fā)現(xiàn)井壁層井壁穩(wěn)定性時發(fā)現(xiàn)井壁 是否穩(wěn)定與井眼尺寸有關，是否穩(wěn)定與井眼尺寸有關， 井眼尺寸越大井壁越不穩(wěn)井眼尺寸越大井壁越不穩(wěn) 定。定。在研究層理發(fā)育的各在研究層理發(fā)育的各 向異性地層井壁穩(wěn)定性時向異性地層井壁穩(wěn)定性時 發(fā)現(xiàn)井壁穩(wěn)定性與井眼軸發(fā)現(xiàn)井壁穩(wěn)定性與井眼軸 線和地層層理面的夾角有線和地層層理面的夾角有 關，認為應盡可能以垂直關，認為應盡可能以垂直 與層理面的方式進入地層，與層理面的方式進入地層， 才能保持井壁穩(wěn)定性。才能保持井壁穩(wěn)定性。 裂縫發(fā)育的 破碎性

21、地層 層理發(fā)育層理發(fā)育 的各向異的各向異 性地層性地層 各向異性地層 加拿大科學家的研究結果加拿大科學家的研究結果 2021-6-20巖石力學 三、巖石的不連續(xù)性、非均勻性、各三、巖石的不連續(xù)性、非均勻性、各 向異性和滲透性向異性和滲透性 2021-6-20巖石力學 巖石的不連續(xù)性巖石的不連續(xù)性 巖石中普遍存在的結構面，無論是物質分異面還是物巖石中普遍存在的結構面，無論是物質分異面還是物 質不連續(xù)面，都會使結構面兩側附近的巖石物理力學質不連續(xù)面，都會使結構面兩側附近的巖石物理力學 性質呈現(xiàn)不連續(xù)變化性質呈現(xiàn)不連續(xù)變化。 對于裂隙性巖石，通常采用裂縫率作為定量評價巖石對于裂隙性巖石，通常采用裂縫

22、率作為定量評價巖石 被裂隙切割后破碎程度的指標被裂隙切割后破碎程度的指標。 2021-6-20巖石力學 巖石的不連續(xù)性巖石的不連續(xù)性 巖石中的裂隙巖石中的裂隙 2021-6-20巖石力學 巖石的不連續(xù)性巖石的不連續(xù)性 a a、單向裂隙、單向裂隙( (或裂隙頻率或裂隙頻率) ) 單向裂隙指一組結構面的法線方向上每單位長度單向裂隙指一組結構面的法線方向上每單位長度(m)(m)內，內， 法線與結構面的交割數(shù)目，以法線與結構面的交割數(shù)目，以Kd(1/m)Kd(1/m)表示。即單向裂隙率表示。即單向裂隙率 的倒數(shù)為成組結構面之間的平均間距，以的倒數(shù)為成組結構面之間的平均間距，以d d表示：表示： 式中：

23、 Kd -單向裂隙（1/m） d - 結構面間平均間距(m) 2021-6-20巖石力學 巖石的不連續(xù)性巖石的不連續(xù)性 式中： li - 第i條裂隙面長度(m)； ti - 第i條裂隙面的寬度(m)； A - 被測量的巖石總面積（m） b b、平面裂隙率、平面裂隙率 平面裂隙率平面裂隙率KAKA是指巖石單位面積上諸裂隙所占有的面積總是指巖石單位面積上諸裂隙所占有的面積總 和，亦即和，亦即 2021-6-20巖石力學 巖石的不均勻性巖石的不均勻性 不均勻性不均勻性是指天然巖體的物理、力學性質隨空間位置不同是指天然巖體的物理、力學性質隨空間位置不同 而異的特性。分析現(xiàn)場巖體試驗資料時可采用綜合性的

24、統(tǒng)而異的特性。分析現(xiàn)場巖體試驗資料時可采用綜合性的統(tǒng) 計特征計特征-偏差系數(shù)偏差系數(shù)V(%)V(%)來估算巖體的不均勻性，即：來估算巖體的不均勻性，即： 式中： -各觀測值xi的算術平均值。 -標準差估計值。 式中：N - 試驗觀測點(次)數(shù)。 x 2021-6-20巖石力學 巖石的各向異性巖石的各向異性 o 巖石各向異性是指天然巖體的物理力學性質隨空間巖石各向異性是指天然巖體的物理力學性質隨空間 方位不同而異的特性，具體表現(xiàn)在它的強度及變形方位不同而異的特性，具體表現(xiàn)在它的強度及變形 特性等各方面。特性等各方面。在天然巖體條件下，使巖體具有各在天然巖體條件下，使巖體具有各 向異性的基本原因是

25、由于巖石內普遍存在著層理、向異性的基本原因是由于巖石內普遍存在著層理、 片理、夾層和定向裂隙（斷層）系統(tǒng)所致。目前在片理、夾層和定向裂隙（斷層）系統(tǒng)所致。目前在 實際工程中對于成層巖體往往考慮其平行于層理和實際工程中對于成層巖體往往考慮其平行于層理和 垂直于層理方向的差異性。然而對于不具有層理的垂直于層理方向的差異性。然而對于不具有層理的 巖體，則把它視為各自同性體。巖體，則把它視為各自同性體。 2021-6-20巖石力學 5 5 0 0 1 1 0 0 0 0 2021-6-20巖石力學 2021-6-20巖石力學 巖石的滲透性巖石的滲透性 o 有壓水可以透過巖石的孔隙、裂隙而流動，有壓水可

26、以透過巖石的孔隙、裂隙而流動， 巖石能透過水的能力稱為巖石的滲透性。不巖石能透過水的能力稱為巖石的滲透性。不 同巖石或裂隙性不同的巖石的滲透性不同，同巖石或裂隙性不同的巖石的滲透性不同， 滲透性的大小用滲透系數(shù)滲透性的大小用滲透系數(shù)K K表示表示。 o 巖石的滲透系數(shù)不僅與水的物理性質有關，巖石的滲透系數(shù)不僅與水的物理性質有關， 也與巖石的應力狀態(tài)有關。也與巖石的應力狀態(tài)有關。 2021-6-20巖石力學 巖石巖石軸向滲透軸向滲透性性試驗試驗原理原理 巖石滲透儀(軸向滲透) 1-注水管路；2-圍壓室；3-巖樣；4-放水閥 2021-6-20巖石力學 巖石軸向滲透性試驗原理巖石軸向滲透性試驗原理

27、 假定巖體滲流符合達西定律，則滲透系數(shù)可計算如下假定巖體滲流符合達西定律，則滲透系數(shù)可計算如下 式中式中 K巖石滲透系數(shù)巖石滲透系數(shù)(m/s)； Q單位時間里透過試樣的水量單位時間里透過試樣的水量(m3)； L試樣長度試樣長度(m)；A試樣截面積試樣截面積(m2)； P試樣兩端的水壓力差試樣兩端的水壓力差(KPa)；w水的容重水的容重(KN/m3） 2021-6-20巖石力學 巖石徑向滲透性試驗原理巖石徑向滲透性試驗原理 徑向滲透試驗時，其滲透系數(shù)計算徑向滲透試驗時，其滲透系數(shù)計算 式中式中 P試樣外壁上的水壓力試樣外壁上的水壓力(KPa)； L試驗段試驗段(小孔小孔)長度長度(m)； R1試

28、件內半徑試件內半徑(m)； R2試件外半徑試件外半徑(m)； 圓周率。圓周率。 2021-6-20巖石力學 巖石的滲透系數(shù)數(shù)值巖石的滲透系數(shù)數(shù)值 2021-6-20巖石力學 四、巖石的物理性質四、巖石的物理性質 巖石和土一樣，也是由固體、液體和巖石和土一樣，也是由固體、液體和 氣體氣體三三 相組成相組成的。的。 物理性質是指巖石由于物理性質是指巖石由于三相三相組成的組成的相對比例關相對比例關 系不同系不同所表現(xiàn)的所表現(xiàn)的物理狀態(tài)物理狀態(tài)。 1 1、巖石的密度巖石的密度 2 2、巖石的孔隙性、巖石的孔隙性 2021-6-20巖石力學 （一）、巖石的密度（一）、巖石的密度 1 1、顆粒密度顆粒密度

29、(s s) )：巖石固體部分的質量與：巖石固體部分的質量與 其體積的比值。它不包含孔隙在內，因此其體積的比值。它不包含孔隙在內，因此 其大小僅取決于組成巖石的礦物密度及其其大小僅取決于組成巖石的礦物密度及其 含量：含量： s s= m= ms s/V/Vs s s s為巖石的顆粒密度為巖石的顆粒密度 m ms s為巖石固體部分的質量為巖石固體部分的質量 V Vs s為巖石固體部分的體積為巖石固體部分的體積 2021-6-20巖石力學 （一）、巖石的密度（一）、巖石的密度 2 2、塊體密度（或巖石密度）是指巖石單位體、塊體密度（或巖石密度）是指巖石單位體 積內的質量，按巖石的含水狀態(tài)，又有干積內

30、的質量，按巖石的含水狀態(tài)，又有干 密度（密度（d d）、飽和密度（）、飽和密度（sat sat）和天然密 ）和天然密 度（度（）之分，在未指明含水狀態(tài)時一般）之分，在未指明含水狀態(tài)時一般 指巖石的天然密度。指巖石的天然密度。 d d=m=ms s/V /V sat sat=m =msat sat/V =m/V /V =m/V 2021-6-20巖石力學 注意：注意： （1 1）s s與與的區(qū)別的區(qū)別 (s s) （2 2）s s與與的單位的單位 （g/cmg/cm3 3 kN/m kN/m3 3） （3 3）測試方法（）測試方法（s s-比重瓶法；比重瓶法；-量積量積 法）法） （一）、巖石的

31、密度（一）、巖石的密度 2021-6-20巖石力學 常見巖石的密度常見巖石的密度 巖巖 石石 名名 稱稱 密度密度 (gcm3) 巖巖 石石 名名 稱稱 密度密度(gcm3) 花花 崗崗 巖巖2.522.81石石 灰灰 巖巖2.372.75 閃閃 長長 巖巖2.672.96白白 云云 巖巖2.752.80 輝輝 長長 巖巖2.853.12片片 麻麻 巖巖2.593.06 輝輝 綠綠 巖巖2.803.11片片 巖巖2.702.90 砂砂 巖巖2.172.70大大 理理 巖巖2.75左右左右 頁頁 巖巖2.062.66板板 巖巖2.722.84 2021-6-20巖石力學 2021-6-20巖石力

32、學 巖石的物理性質 o 孔隙度：孔隙度：巖石中孔隙體積與巖石總體積之比巖石中孔隙體積與巖石總體積之比 ( (多用多用 百分數(shù)表示百分數(shù)表示) )。 o 裂隙率：裂隙率：巖石中各種節(jié)理、裂隙的體積與巖石總體巖石中各種節(jié)理、裂隙的體積與巖石總體 積之比稱裂隙率。積之比稱裂隙率。 o 孔隙度與裂隙率含義相同，孔隙度多用于松散土、孔隙度與裂隙率含義相同，孔隙度多用于松散土、 石，裂隙率多用于結晶連接的堅硬巖石。石，裂隙率多用于結晶連接的堅硬巖石。 o 一般巖石的孔隙度在一般巖石的孔隙度在0.10.1- -0.350.35之間之間 2021-6-20巖石力學 巖石的物理性質巖石的物理性質 o 孔隙比：孔

33、隙比：巖石中孔隙的體積與固體顆粒體積之比稱巖石中孔隙的體積與固體顆粒體積之比稱 巖石的孔隙比巖石的孔隙比( (多以小數(shù)表示多以小數(shù)表示) ) o 孔隙比和孔隙度孔隙比和孔隙度可以互相換算： 式中：式中： e e 孔隙比孔隙比; n; n孔隙度孔隙度 密度是試驗指標，只有通過試驗才能得到具體數(shù)值密度是試驗指標，只有通過試驗才能得到具體數(shù)值, , 而孔隙度和孔隙比是計算指標。而孔隙度和孔隙比是計算指標。 e e n 1 n n e 1 2021-6-20巖石力學 例題：例題： o 巖石的飽和密度為巖石的飽和密度為2.65g/cm2.65g/cm3 3，干密度為，干密度為 2.49g/cm2.49g

34、/cm3 3，請計算巖石的孔隙比和顆粒，請計算巖石的孔隙比和顆粒 密度密度 2021-6-20巖石力學 2021-6-20巖石力學 五、巖石的水理性質五、巖石的水理性質 巖石在巖石在水溶液水溶液作用下表現(xiàn)出來的性質，稱為作用下表現(xiàn)出來的性質，稱為 水理性質。主要有：水理性質。主要有： 1.1.吸水性吸水性 2.2.軟化性軟化性 3.3.抗凍性抗凍性 4.4.透水性透水性 2021-6-20巖石力學 （一）、巖石的吸水性（一）、巖石的吸水性 巖石在一定的試驗條件下吸收水分的能力，稱為巖 石的吸水性。 1.吸水率(Wa)：巖石試件在大氣壓力和室溫條件下 自由吸入水的質量(mw1)與巖樣干質量(ms

35、)之比，用 百分數(shù)表示 %100 2 1 w w a m m W %100 d d a w aVb b W W V V n 2021-6-20巖石力學 巖石的飽和吸水率巖石的飽和吸水率( (W Wp p) )是指巖石試件在高壓是指巖石試件在高壓( (一般壓力為一般壓力為 15MPa)15MPa)或真空條件下吸入水的質量或真空條件下吸入水的質量(m(mw2 w2) )與巖樣干質量 與巖樣干質量(m(ms s) ) 之比，用百分數(shù)表示，即之比，用百分數(shù)表示，即 %100 2 s w p m m W 3.3.飽水系數(shù)飽水系數(shù) 巖石的吸水率(Wa)與飽和吸水率(Wp)之比，稱為飽水系數(shù)。 它反映了巖石

36、中大、小開空隙的相對比例關系。 %100 d d 0 0 Wp W V V n w p V （2 2）飽和吸水率）飽和吸水率 2021-6-20巖石力學 （二）、巖石的軟化性（二）、巖石的軟化性 o 巖石浸水飽和后強度降低的性質，稱為軟化性 o 軟化系數(shù)軟化系數(shù)(KR)為巖石試件的飽和抗壓強度(cw)與 干抗壓強度(c)的比值 c cw R K o 巖石中含有較多的親水性和可溶性礦物，大開空隙 較多，巖石的軟化性較強，軟化系數(shù)較小。 o K KR R0.750.75，巖石的軟化性弱，工程地質性質較好 o K KR R0.750.75，巖石軟化性較強，工程地質性質較差 2021-6-20巖石力學

37、 巖巖 石石 名名 稱稱軟化系數(shù)軟化系數(shù)巖巖 石石 名名 稱稱軟化系數(shù)軟化系數(shù) 花花 崗崗 巖巖0.720.97泥泥 巖巖0.400.60 閃閃 長長 巖巖0.600.80泥泥 灰灰 巖巖0.440.54 輝輝 綠綠 巖巖0.330.90石石 灰灰 巖巖0.700.94 流流 紋紋 巖巖0.750.95片片 麻麻 巖巖0.750.97 安安 山山 巖巖0.810.91 石英片巖、角閃石英片巖、角閃 片巖片巖 0.440.84 玄玄 武武 巖巖0.300.95 云母片巖、云母片巖、 綠泥石片巖綠泥石片巖 0.530.69 凝凝 灰灰 巖巖0.520.86千千 枚枚 巖巖0.670.96 礫礫 巖

38、巖0.500.96硅硅 質質 板板 巖巖0.750.79 砂砂 巖巖0.210.75泥泥 質質 板板 巖巖0.390.52 頁頁 巖巖0.240.74石石 英英 巖巖0.940.96 常常 見見 巖巖 石石 的的 軟軟 化化 系系 數(shù)數(shù) 2021-6-20巖石力學 2021-6-20巖石力學 2021-6-20巖石力學 常見巖石的物理性質指標值 2021-6-20巖石力學 （三）、巖石的抗凍性（三）、巖石的抗凍性 o 巖石抵抗凍融破壞的能力，稱為抗凍性。巖石抵抗凍融破壞的能力，稱為抗凍性。 o 抗凍系數(shù)抗凍系數(shù)(R(Rd d) )：巖石試件經反復凍融后的干：巖石試件經反復凍融后的干 抗壓強度抗

39、壓強度( (c2 c2) )與凍融前干抗壓強度 與凍融前干抗壓強度( (c1 c1) ) 之比，用百分數(shù)表示之比，用百分數(shù)表示 %100 1 2 c c d R 2021-6-20巖石力學 （三）、巖石的抗凍性（三）、巖石的抗凍性 %100 1 21 s ss m m mm K o 質量損失率質量損失率(K(Km m) )：凍融試驗前后干質量之差：凍融試驗前后干質量之差(m(ms1 s1 m ms2 s2) )與試驗前干質量 與試驗前干質量(m(ms1 s1) )之比，以百分數(shù)表示 之比，以百分數(shù)表示 o R Rd d7575，K Km m2 2，抗凍性高抗凍性高 o 吸水率吸水率W Wa a

40、5 5、軟化系數(shù)、軟化系數(shù)K KR R0.750.75，飽水系數(shù)小于，飽水系數(shù)小于 0.80.8的巖石，抗凍性高。的巖石，抗凍性高。 2021-6-20巖石力學 巖石的水理性質巖石的水理性質 o 可溶性：可溶性：是指巖石被水溶解的性能。它與巖石的礦是指巖石被水溶解的性能。它與巖石的礦 物成分、水中物成分、水中COCO2 2含量及水的溫度等因素有關。含量及水的溫度等因素有關。 o 膨脹性：膨脹性：巖石吸水后體積增大引起巖石結構破壞的巖石吸水后體積增大引起巖石結構破壞的 性能稱膨脹性。性能稱膨脹性。 一般含有粘土礦物的巖石具有一般含有粘土礦物的巖石具有定的膨脹性，特別是含定的膨脹性，特別是含 有蒙

41、脫石類礦物的巖石膨脹性最大。有蒙脫石類礦物的巖石膨脹性最大。 南昆鐵路建設中，膨脹巖地段路塹邊坡坍滑造成嚴重的南昆鐵路建設中，膨脹巖地段路塹邊坡坍滑造成嚴重的 危害。危害。 2021-6-20巖石力學 巖石的水理性質巖石的水理性質 o 崩解性：崩解性：巖石被水浸泡，內部結構遭到完全破壞呈巖石被水浸泡，內部結構遭到完全破壞呈 碎塊狀崩開散落的性能。具有強烈崩解的巖石和土，碎塊狀崩開散落的性能。具有強烈崩解的巖石和土， 短時間內即發(fā)生崩解。短時間內即發(fā)生崩解。 o我國西北地區(qū)的黃土，在水中浸泡一天左右即崩解，我國西北地區(qū)的黃土，在水中浸泡一天左右即崩解， 西南某地風化鈣泥質粉砂巖置于水中僅十多分鐘

42、就西南某地風化鈣泥質粉砂巖置于水中僅十多分鐘就 全部崩解了。全部崩解了。 2021-6-20巖石力學 泡水前巖石：完整堅硬泡水前巖石：完整堅硬 泡水后巖石：水化分散泡水后巖石：水化分散 2021-6-20巖石力學 課課 程程 回回 顧顧 2021-6-20巖石力學 下一節(jié)課的基本內容下一節(jié)課的基本內容 o彈性力學基礎彈性力學基礎 n 應力分析應力分析 n 應變分析應變分析 2021-6-20巖石力學 1 1 產狀產狀 o定定 義義：巖層在空間的位置，稱為巖層產狀巖層在空間的位置，稱為巖層產狀 o三要素三要素：巖層層面的走向、傾向和傾角巖層層面的走向、傾向和傾角 2021-6-20巖石力學 o

43、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。 1 1 產狀產狀 2sin)1 ( )(2 3 31 ctgtg tgC j jj n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： 2021-6-20巖石力學 5 5 0 0 1 1 0 0 0 0 2021-6-20巖石力學 2 2 連續(xù)性連續(xù)性 o 結構面的連續(xù)性反映結構面的貫通程度。常用線結構面的連續(xù)性反映結構面的貫通程度。常用線 連續(xù)性系數(shù)、跡長、面連續(xù)性表示連續(xù)性系數(shù)、跡長、面連續(xù)性表示 o 線連續(xù)性系數(shù)：線連續(xù)性系數(shù)：指沿結構面延伸方向，結構面各指沿結構面延伸方向，結構面各 段長度之和段

44、長度之和(a)(a)與測線長度的比值。與測線長度的比值。 ba a K1 2021-6-20巖石力學 2 2 連續(xù)性連續(xù)性 o K K1 1變化在變化在0 01 1之間，之間，K K1 1值愈大說明結構面的值愈大說明結構面的 連續(xù)性愈好，當連續(xù)性愈好，當K K1 11 1時，結構面完全貫通時，結構面完全貫通 o 面連續(xù)性系數(shù)：面連續(xù)性系數(shù)：指沿結構面延伸方向，結構指沿結構面延伸方向，結構 面面積之和與總面積的比值面面積之和與總面積的比值 o 結構面的連續(xù)性對巖體的結構面的連續(xù)性對巖體的變形、變形破壞機變形、變形破壞機 理、強度及滲透性理、強度及滲透性有很大的影響有很大的影響 2021-6-20

45、巖石力學 結構面連續(xù)性分級表結構面連續(xù)性分級表 描述跡長（m） 很低連續(xù)性20 2 2 連續(xù)性連續(xù)性 2021-6-20巖石力學 3 3 密度密度 o 結構面的密度反映結構面發(fā)育的密集程度。結構面的密度反映結構面發(fā)育的密集程度。 n 線密度線密度(Kd)(Kd)是指結構面法線方向單位測線長度上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)交切結構面的條數(shù)( (條條m)m)。 n 間距間距(d)(d)則是指同一組結構面法線方向上兩相鄰結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。構面的平均距離。 n KdKd與與d d互為倒數(shù)關系互為倒數(shù)關系 n 如果測線水平布置，且與結構面法線的

46、夾角為如果測線水平布置，且與結構面法線的夾角為， 結構面的傾角為結構面的傾角為時時: : cossincossin d d K L n K 2021-6-20巖石力學 巖石中的裂隙巖石中的裂隙 2021-6-20巖石力學 3 3 密度密度 o 用線密度來估算巖體質量指標用線密度來估算巖體質量指標RQD(rock quality designation) o 巖體質量指標巖體質量指標RQD：長度大于長度大于10cm的巖心長的巖心長 度之和與鉆孔總進尺的百分比度之和與鉆孔總進尺的百分比 ) 11 . 0(100 1 . 0 d k keRQD d %100 10 鉆孔總進尺 的巖心長度之和長度大于

47、cm RQD 2021-6-20巖石力學 2021-6-20巖石力學 3 3 密度密度 描述間距（mm） 極密集的間距6000 結構面間距分級表結構面間距分級表 2021-6-20巖石力學 4 4 張開度張開度 o 結構面的張開度是指結構面兩壁面間的垂直距離結構面的張開度是指結構面兩壁面間的垂直距離 o 結構面兩壁面一般不是緊密接觸，使結構面實際接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觸面積減少，導致結構面粘聚力降低和滲透性增大 o 如在層流條件下，平直而兩壁平行的單個結構面的如在層流條件下，平直而兩壁平行的單個結構面的 滲透系數(shù)滲透系數(shù)(K

48、(Kf f) )可表達為：可表達為： v ge K f 12 2 2021-6-20巖石力學 結構面張開度分級表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 10 裂開結構面 很寬的 極寬的 似洞穴的 10100 1001000 1000 張開結構面 4 4 張開度張開度 2021-6-20巖石力學 級及部分級結構面的產狀、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。 2021-6-20巖石力學 5 形態(tài)形態(tài) o 結構面的形態(tài)對巖體的力學性質及水力學性質有明結構面的形態(tài)對巖體的力學性質及水力學性質有明 顯的影響，結構面的形態(tài)可以用側壁的起伏形態(tài)

49、及顯的影響，結構面的形態(tài)可以用側壁的起伏形態(tài)及 粗糙度來反映粗糙度來反映 o 結構面?zhèn)缺诘钠鸱螒B(tài)分為：平直的、波狀的、鋸結構面?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)則狀的齒狀的、臺階狀的和不規(guī)則狀的 2021-6-20巖石力學 5 形態(tài)形態(tài) o 側壁的起伏程度可用側壁的起伏程度可用起伏角起伏角( (i i) )表示。表示。 ) 2 ( L h arctgi 2021-6-20巖石力學 o 結構面的結構面的粗糙度粗糙度用用粗糙度粗糙度 系系JRCJRC(joint roughness (joint roughness coefficient)coefficient)表示

50、。表示。 o 隨粗糙度的增大，結構面隨粗糙度的增大，結構面 的摩擦角也增大。的摩擦角也增大。 o 根據(jù)標準粗糙度剖面將結根據(jù)標準粗糙度剖面將結 構面的粗糙度系數(shù)劃分為構面的粗糙度系數(shù)劃分為 1010級級。 5 形態(tài)形態(tài) 2021-6-20巖石力學 6 充填膠結特征充填膠結特征 o 結構面膠結后力學性質有所增強，結構面膠結后力學性質有所增強，F(xiàn)eFe質膠結質膠結 的強度最高，泥質與易溶鹽類膠結的結構面的強度最高，泥質與易溶鹽類膠結的結構面 強度最低，且抗水性差強度最低，且抗水性差 o 未膠結的結構面，力學性質取決于其充填情未膠結的結構面，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

51、續(xù)充況，可分為：薄膜充填、斷續(xù)充填、連續(xù)充 填及厚層充填填及厚層充填4 4類類 2021-6-20巖石力學 6 充填膠結特征充填膠結特征 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) 充填情況類充填情況類 2021-6-20巖石力學 7 7 軟弱結構面軟弱結構面 o 軟弱結構面是巖體中具有一定厚度的軟弱帶（層）軟弱結構面是巖體中具

52、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，在產與兩盤巖體相比具有高壓縮和低強度等特征，在產 狀上多屬緩傾角結構面狀上多屬緩傾角結構面 o 主要包括原生軟弱夾層、構造及擠壓破碎帶、泥化主要包括原生軟弱夾層、構造及擠壓破碎帶、泥化 夾層及其它夾泥層等夾層及其它夾泥層等 o 特性： 由原巖的超固結膠結式結構變成了泥質由原巖的超固結膠結式結構變成了泥質 散狀結構散狀結構 或泥質定向結構；或泥質定向結構； 粘粒含量很高；粘粒含量很高； 含水量接近或超過塑限；含水量接近或超過塑限； 密度比原巖?。幻芏缺仍瓗r?。?常常 具有一定的脹縮性；具有一定的脹縮性； 力學性質比原巖差；力學性質

53、比原巖差； 強強 度低；度低； 壓縮性高；壓縮性高； 易產生滲透變形易產生滲透變形。 2021-6-20巖石力學 o 結構面的組合關系控制著結構面的組合關系控制著可能滑移巖體可能滑移巖體的幾何邊界的幾何邊界 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。是工程巖體穩(wěn)定性預測與評價的基礎。 o 任何堅硬巖體的塊體滑移破壞，都必須具備一定的任何堅硬巖體的塊體滑移破壞，都必須具備一定的 幾何邊界條件幾何邊界條件。因此，在研究巖體穩(wěn)定性時，必須。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，確研究

54、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。定可能失穩(wěn)塊體的形態(tài)、規(guī)模和可能滑移方向等。 o 結構面組合關系的分析可用結構面組合關系的分析可用赤平投影、立體投影和赤平投影、立體投影和 三角幾何計算法三角幾何計算法等進行。等進行。 2021-6-20巖石力學 巖石中的軟弱面巖石中的軟弱面 o 巖石中的軟弱面是指把巖體切割成塊體，具巖石中的軟弱面是指把巖體切割成塊體，具 有強度低和易變形特性的各種地質界面。如有強度低和易變形特性的各種地質界面。如 裂隙、層面、斷裂等的統(tǒng)稱。裂隙、層面、斷裂等的統(tǒng)稱。 o 不同類型的軟弱面，具有不同的工程地質特不同類型的軟弱

55、面，具有不同的工程地質特 征。這些不同特性的形成，主要與其他地質征。這些不同特性的形成，主要與其他地質 成因以及力學成因的不同有關。成因以及力學成因的不同有關。 2021-6-20巖石力學 軟弱面的地質成因類型軟弱面的地質成因類型 o 原生軟弱面：原生軟弱面：在巖石形成過程中形成的在巖石形成過程中形成的軟弱面，軟弱面， 如巖漿巖的流動構造面、冷縮形成的原生裂隙如巖漿巖的流動構造面、冷縮形成的原生裂隙 面、侵入體與圍巖的接觸面；沉積巖體內的層面、侵入體與圍巖的接觸面；沉積巖體內的層 理面、不整合面；變質巖體內的片理面，以及理面、不整合面；變質巖體內的片理面，以及 片麻構造面等。在原生軟弱面中，除

56、了原生裂片麻構造面等。在原生軟弱面中，除了原生裂 隙，以及由于受構造運動和風化作用的影響，隙，以及由于受構造運動和風化作用的影響， 已經脫開的軟弱面外，多已經脫開的軟弱面外，多具有一定的連結力和具有一定的連結力和 較高的強度較高的強度。 2021-6-20巖石力學 軟弱面的地質成因類型軟弱面的地質成因類型 o 構造軟弱面：構造軟弱面：是在巖石形成后的構造運動過程中，產是在巖石形成后的構造運動過程中，產 生的各種破裂面生的各種破裂面，如斷裂面、層間錯動面構造作用形，如斷裂面、層間錯動面構造作用形 成的軟弱夾層，以及構造裂隙面等。成的軟弱夾層，以及構造裂隙面等。這類軟弱面除了這類軟弱面除了 已經膠

57、合者以外，絕大部分都是脫開的。已經膠合者以外，絕大部分都是脫開的。規(guī)模較大的，規(guī)模較大的， 多充填有厚度不等、類型和連續(xù)程度不同的充填物，多充填有厚度不等、類型和連續(xù)程度不同的充填物， 其中大部分已經泥化，或者已經變成了軟弱夾層。因其中大部分已經泥化，或者已經變成了軟弱夾層。因 此，就一般情況而言，除了部分構造裂隙以外，此，就一般情況而言，除了部分構造裂隙以外，大部大部 分構造軟弱面的特性都很壞分構造軟弱面的特性都很壞，強度多接近于巖體的剩，強度多接近于巖體的剩 余強度，余強度，往往導致復雜往往導致復雜。 2021-6-20巖石力學 軟弱面的地質成因類型軟弱面的地質成因類型 o 次生軟弱面：次

58、生軟弱面：是巖體在外力作用下產生的軟弱面是巖體在外力作用下產生的軟弱面， 如風化裂隙面、卸荷裂隙面等。風化裂隙面發(fā)育深如風化裂隙面、卸荷裂隙面等。風化裂隙面發(fā)育深 度不大，方向紊亂，連續(xù)性很低。但可降低巖體的度不大，方向紊亂，連續(xù)性很低。但可降低巖體的 強度和變形模量。卸荷裂隙是由于卸荷作用引起巖強度和變形模量。卸荷裂隙是由于卸荷作用引起巖 體在垂直于卸荷自由面方向發(fā)生伸長而形成。卸荷體在垂直于卸荷自由面方向發(fā)生伸長而形成。卸荷 裂隙面基本上平行于巖體卸荷自由面。裂隙面基本上平行于巖體卸荷自由面。一般來說，一般來說， 次生軟弱面主要影響地面附近巖體的穩(wěn)定性次生軟弱面主要影響地面附近巖體的穩(wěn)定性

59、。 2021-6-20巖石力學 軟弱面的力學成因類型軟弱面的力學成因類型 o 這里所說的這里所說的軟弱面是指巖體中的破裂面軟弱面是指巖體中的破裂面而言而言 o 所謂軟弱面的力學成因類型，是所謂軟弱面的力學成因類型，是指按照形成破裂面指按照形成破裂面 的破壞應力的不同，所劃分的破裂面的類型的破壞應力的不同，所劃分的破裂面的類型。根據(jù)。根據(jù) 野外觀察到的事實、大量巖體力學試驗的結果以及野外觀察到的事實、大量巖體力學試驗的結果以及 莫爾庫倫破壞理論的分析，認為巖體的破壞只有剪莫爾庫倫破壞理論的分析，認為巖體的破壞只有剪 切破壞和拉斷破壞兩種類型。破裂面的力學成因，切破壞和拉斷破壞兩種類型。破裂面的力學成因， 應劃分為剪性和張性兩大類別。應劃分為剪性和張性兩大類別。 2021-6-20巖石力學 軟弱面的力學成因類型軟弱面的力學成因類型 o張性破裂面張性破裂面:是由張力形成的，在破壞過程中，破壞面兩側巖體僅是由張力形成的，在破壞過程中，