第六章岩体的工程地质性质及岩体工程分类.ppt

工程地质学第一节岩体的结构特征
第二节岩体的力学性质
第三节岩体的工程分类
第四节风化岩体的工程地质特征岩体的结构包括结构面与结构体两个要素。
结构面是指岩体中具有一定方向、力学强度相对较低、两向延伸（或具有一定厚度）的地质界面（或带）。如岩层层面、软弱夹层、各种成因的断裂、裂隙等。由于这种界面中断了岩体的连续性，故又称不连续面。
结构体：结构面在空间的分布和组合可将岩体切割成形状、大小不同的块体，称结构体。一、结构面的工程地质研究意义
工程地质之所以要将岩体的结构特征作为重要研究对象，意义如下：
⑴岩体中的结构面是岩体力学强度相对薄弱的部位，它导致岩体力学性能的不连续性、不均一性和各向异性。只有掌握岩体的结构特征，才有可能阐明岩体不同荷载下内部的应力分布和应力状况。
⑵在一定荷载条件下，岩体的结构特征对岩体的变形破坏方式和强度特征起着重要的控制作用。岩体中的软弱结构面，常常成为决定岩体稳定性的控制面，各结构面分别为确定坝肩岩体抗滑稳定的分割面和滑移控制面。
⑶靠近地表的岩体，其结构特征在很大程度上确定了外营力对岩体的改造进程。这是由于结构面往往是风化、地下水等各种外营力较活动的部位，也常常是这些营力的改造作用能深入岩体内部的重要通道，往往发展为重要的控制面。
总之，对岩体的结构特征的研究，是分析评价区域稳定性和岩体稳定性的重要依据。
研究结构面最关键的是研究各类结构面的分布规律、发育密度、表面特征、连续特征以及它们的空间组合形式等。

结构面的地质成因分类：
原生结构面：
成
因构造结构面
分
类次生结构面（浅、表生结构面）
原生结构面——层面、软岩夹层（沉积结构面）构节理（X型节理，张节理）
造
结断层（正断层，逆断层，平移断层）
构
面层间错动带，羽状裂隙，破劈理。构造结构面——区域性活动断裂构造结构面——断层浅
部卸荷断裂
浅结
、构
表面重力扩展变形破裂
生
结表卸荷裂隙
构部风化裂隙
面结风化夹层
构泥化夹层
面次生夹泥次生结构面——卸荷裂隙次生结构面——卸荷裂隙次生结构面——风化裂隙成因类型三、结构面规模等级划分：

按其对岩体力学行为所起控制作用，可划分为五个等级：
Ⅰ级：指大断层或区域性断层。控制工程建设地区的地壳稳定性，直接影响工程岩体稳定性；
Ⅱ级：指延伸长而宽度不大的区域性地质界面。
Ⅲ级：指长度数十米至数百米的断层、区域性节理、延伸较好的层面及层间错动等。
Ⅱ、Ⅲ级结构面控制着工程岩体力学作用的边界条件和破坏方式，它们的组合往往构成可能滑移岩体的边界面，直接威胁工程安全稳定性
Ⅳ级：指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、小断层及较发育的片理、劈理面等。是构成岩块的边界面，破坏岩体的完整性，影响岩体的物理力学性质及应力分布状态。
Ⅳ级结构面主要控制着岩体的结构、完整性和物理力学性质，数量多且具随机性，其分布规律具统计规律，需用统计方法进行研究。
Ⅴ级：又称微结构面。常包含在岩块内，主要影响岩块的物理力学性质，控制岩块的力学性质。四、结构面的自然特征及其定量描述方法：

结构面的自然特征主要从十四个方面来进行说明：
1、方位
一般以走向、倾向、倾角来进行表示。
2、间距（s）
间距是指相邻结构面之间的垂直距离，通常是指同一组结构面法线方向上两相邻结构面的平均距离。它是反映岩体完整程度和岩石块体大小的重要指标。
岩体的完整性还常用线密度(Ks或Kd)来进行表示，线密度（线裂隙率）是指结构面法线方向单位测线长度上交切结构面的条数(条／m)。
Ks与s互为倒数关系。3、延续（连续）性
结构面的连续性反映结构面的贯通程度。一般以线连续性系数与面连续性系数来表示。
线连续性系数：指沿结构面延伸方向，结构面各段长度之和(Σa)与测线长度的比值。结构面延续性分级表4、粗糙度
粗糙度是指结构面侧壁的粗糙程度。一般将结构面分为台阶形、波浪形、平直形三种，每种剖面又分为粗糙的、平坦的、光滑的三种类型，如图1-3所示。
5、结构面的侧壁强度
结构面的侧壁抗压强度是直接影响岩体的抗剪强度和变形性质。

6、张开度
结构面的张开度是指结构面两壁面间的垂直距离。
结构面两壁面一般不是紧密接触，使结构面实际接触面积减少，导致结构面粘聚力降低和渗透性增大。
结构面张开度分级表
7、充填物
充填物是指充填于结构面相邻岩壁间的物质。所谓的软弱夹层一般是指严重挤压破碎带、断层糜棱岩(包括断层泥)、泥质岩层、粘土质粉砂岩、层间蚀变带和常以夹层状态存在的构造粘土。
软弱夹层是拱坝坝基及坝肩处理时经常碰到的主要问题之一，控制着拱坝的坝肩稳定以及边坡稳定、坝基防渗。软弱夹层的存在对水工建筑物造成一定的影响。处理夹层往往需要大量的工程费用，有时还会影响到总的工期，若对其研究不够或事先未查清软弱夹层问题，或处理工程措施不当，都将对工程安全造成隐患。因此，拱坝