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(gòu)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(gòu)構(gòu)造、風(fēng)化程度,1巖石的物理性質(zhì)(相對(duì)密度、重度、空隙率等） 相對(duì)密度的大小取決于組成巖石的礦物相對(duì)密度及其在巖石中的相對(duì)含量，組成巖石的礦物相對(duì)密度大、含量多,則巖石的比重大

2、。 對(duì)于同一種巖石,若重度有差異,則重度大的結(jié)構(gòu)致密、孔隙性小,強(qiáng)度和穩(wěn)定性相對(duì)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(duì)巖石的侵蝕、軟化作用就愈強(qiáng),巖石強(qiáng)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(qiáng)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(gòu)構(gòu)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(qiáng)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(guān)系。一般是飽水系數(shù)愈小,巖石的抗凍性愈強(qiáng);易于軟化的巖石,其抗凍性也低。溫度變化劇烈,巖石反復(fù)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(xué)性質(zhì)(變形、強(qiáng)度) 變形：（彈性變形、塑性變形） 變形指標(biāo)：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(xué)性質(zhì)(變形、強(qiáng)度) 強(qiáng)度：（抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)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(gòu) 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(qiáng)度和穩(wěn)定性如同為花崗巖，粗?；◢弾r強(qiáng)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(qiáng)度降低，但有時(shí)該過程可逆，干燥后，強(qiáng)度恢復(fù)。 風(fēng)化作用使巖石強(qiáng)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(gòu)要素：結(jié)構(gòu)面、結(jié)構(gòu)體 結(jié)構(gòu)面類型：原生結(jié)構(gòu)面(沉積結(jié)構(gòu)面、火成結(jié)構(gòu)面、變質(zhì)結(jié)構(gòu)面) 次生結(jié)構(gòu)面(風(fēng)化裂隙、卸荷裂隙、泥化夾層) 構(gòu)造結(jié)構(gòu)面

5、(劈理面、節(jié)理面、斷層面) 結(jié)構(gòu)面的基本特征： a、規(guī)模 I級(jí)控制區(qū)域穩(wěn)定性 II級(jí)控制山體和巖體穩(wěn)定性 III級(jí)控制工程巖體穩(wěn)定性 IV級(jí)控制工程巖體的物理力學(xué)性質(zhì)及破壞方式 V級(jí)降低巖塊的強(qiáng)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(qiáng)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(gòu)面或軟弱帶。 軟弱夾層的特點(diǎn)：高壓縮性、低強(qiáng)度 軟弱夾層強(qiáng)度的影響因素： （充填物的組成、結(jié)構(gòu)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(cuò)動(dòng)與地下水的長期物理化學(xué)作用下所形成的結(jié)構(gòu)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(duì)堅(jiān)硬而中間相對(duì)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(xué)強(qiáng)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(gòu)體由各種成因結(jié)構(gòu)面的組合構(gòu)成 （1）形狀 （2）大?。后w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(gòu) （1）概念：指巖體中結(jié)構(gòu)面與結(jié)構(gòu)體的組合方式。 （2）巖體結(jié)構(gòu)分類及特征 整體塊狀結(jié)構(gòu)： 層狀結(jié)構(gòu)： 碎裂結(jié)

7、構(gòu)： 散體結(jié)構(gòu)： 4.巖體的力學(xué)性質(zhì)（見巖體力學(xué)）,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(gòu) （1）概念：指巖體中結(jié)構(gòu)面與結(jié)構(gòu)體的組合方式。 （2）巖體結(jié)構(gòu)分類及特征 整體塊狀結(jié)構(gòu)： 層狀結(jié)構(gòu)： 碎裂結(jié)構(gòu)： 散體結(jié)構(gòu)： 4.巖體的力學(xué)性質(zhì)（見巖體力學(xué)）,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(gòu)特征：變形特形、強(qiáng)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(gòu)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(dòng)面方向一致不利于穩(wěn)定 荷載方向與滑動(dòng)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(yīng)考慮水平荷載影響 堤壩：除考慮壓縮變形外，還應(yīng)考慮水壓力的作用。,巖石堅(jiān)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(jiān)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