[理學(xué)]工程地質(zhì)講稿-第6章巖石巖體工程性質(zhì)

《[理學(xué)]工程地質(zhì)講稿-第6章巖石巖體工程性質(zhì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、第六章巖石及巖體的工程性質(zhì)巖石的工程性質(zhì)巖體的工程性質(zhì)巖體的工程分類巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)了解巖體穩(wěn)定性的影響因素。重點(diǎn)巖石的工程性質(zhì);結(jié)構(gòu)面、結(jié)構(gòu)體、巖體結(jié)構(gòu)、巖體的概念；結(jié)構(gòu)面及巖體的力學(xué)性質(zhì)；巖體的工程分類。巖石的工程性質(zhì)一、巖石的物理性質(zhì)重量—比重—重量固體物質(zhì)水氣Ws、VsWw、VwW、VVn*干容重、天然容重及飽和容重*空隙性堅(jiān)硬巖石0.2~4.5%半堅(jiān)硬巖石5.0~20.0%松散沉積物25.9~47.6%二、巖石的水理性質(zhì)吸水性透水性吸水率飽和吸水率飽和系數(shù)*反映巖石大開(kāi)型空隙與**小開(kāi)型空隙之相對(duì)數(shù)量

2、*—滲透系數(shù)軟化性抗凍性軟化系數(shù)重量損失率強(qiáng)度損失率*強(qiáng)度損失率小于25%或重量損失率小于2%的巖石抗凍性強(qiáng)*巖石飽水狀態(tài)的抗壓強(qiáng)度巖石干燥狀態(tài)的抗壓強(qiáng)度*軟化系數(shù)>0.75的巖石抗水、抗風(fēng)化、抗凍性強(qiáng)*可溶性膨脹性三、巖石的力學(xué)性質(zhì)變形特性變形模量（E0）彈性模量（E）εσ(MPa))0ABCσΔh?Δd?Δdhd泊松比（μ）μ=ε橫/ε軸ε橫=Δd/dε軸=Δh/h：巖石抵抗外荷不被破壞的能力。強(qiáng)度特性單軸抗壓強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度APPAP抗剪強(qiáng)度AP抗切強(qiáng)度抗摩擦強(qiáng)度點(diǎn)荷載強(qiáng)度τDPP四、巖石的工程分類硬質(zhì)巖巖

3、石極硬巖Rc>60硬巖60～30軟質(zhì)巖較軟巖30～15軟巖15～5極軟巖Rc<5巖體的工程性質(zhì)區(qū)別：巖石：礦物的集合體，無(wú)顯著軟弱結(jié)構(gòu)面巖體：巖石的地質(zhì)綜合體，被各種地質(zhì)界面分割成大小不等、形狀各異的許多塊體。其工程性質(zhì)嚴(yán)格受其結(jié)構(gòu)面的控制。巖體特征：巖石、地質(zhì)構(gòu)造、地下水及巖體天然應(yīng)力狀態(tài)對(duì)巖體穩(wěn)定影響較大。結(jié)構(gòu)面是巖體穩(wěn)定性的控制因素，它導(dǎo)致巖體力學(xué)性能的不連續(xù)性、不均一性和各向異性。巖體的變形與破壞主要受各種結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)及其組合形式的控制。巖體中存在復(fù)雜的天然應(yīng)力場(chǎng)。一、巖體結(jié)構(gòu)巖體的結(jié)構(gòu)特征—巖體中結(jié)

4、構(gòu)面、結(jié)構(gòu)體的形狀、規(guī)模、性質(zhì)及其組合關(guān)系的特征。結(jié)構(gòu)面—巖體中的物質(zhì)分異面、破裂面及軟弱夾層等力學(xué)不連續(xù)面。結(jié)構(gòu)體—巖體被結(jié)構(gòu)面切割成的不同形狀和大小的巖塊。1、結(jié)構(gòu)面的成因類型原生結(jié)構(gòu)面構(gòu)造結(jié)構(gòu)面次生結(jié)構(gòu)面沉積結(jié)構(gòu)面片理火成結(jié)構(gòu)面變質(zhì)結(jié)構(gòu)面層理面沉積間斷面軟弱夾層原生節(jié)理多期巖漿巖之間的接觸面侵入體與圍巖的接觸面流紋和流層面劈理、節(jié)理斷層層間錯(cuò)動(dòng)帶風(fēng)化裂隙卸荷裂隙次生充填?yuàn)A泥2、結(jié)構(gòu)面的特征結(jié)構(gòu)面的規(guī)模一級(jí)結(jié)構(gòu)面小斷層、大型節(jié)理、風(fēng)化夾層和卸荷裂隙二級(jí)結(jié)構(gòu)面區(qū)域性斷裂破碎帶三級(jí)結(jié)構(gòu)面斷層層間錯(cuò)動(dòng)帶沉積間斷

5、面軟弱夾層大型接觸破碎帶微小裂隙節(jié)理、片理、劈理四級(jí)結(jié)構(gòu)面五級(jí)結(jié)構(gòu)面*工程所在區(qū)域的穩(wěn)定性**控制山體及工程巖體的破壞方式及滑動(dòng)邊界**工程巖體穩(wěn)定的控制性因素及邊界條件**小范圍內(nèi)將巖體切割成塊狀**影響巖塊的力學(xué)性質(zhì)*結(jié)構(gòu)面的形態(tài)平直波狀不規(guī)則鋸齒狀ii：起伏角h：起伏高度h—起伏度—粗糙度結(jié)構(gòu)面的密集程度線密集度K：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度上的結(jié)構(gòu)面條數(shù)結(jié)構(gòu)面間距d：同一組結(jié)構(gòu)面的平均間距K=n/LM1Ln=3M2n=2d=MK=1/M1+1/M2結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性（貫通性、延展性）非貫通半貫通貫通線連續(xù)性系數(shù)：某一結(jié)構(gòu)面

6、的延長(zhǎng)線上，結(jié)構(gòu)面各段長(zhǎng)度之和與整個(gè)線段長(zhǎng)度之比面連續(xù)性系數(shù)：巖體內(nèi)包含結(jié)構(gòu)面的斷面上，結(jié)構(gòu)面面積之和與整個(gè)斷面面積之比KL=∑a/(∑a+∑b)KA=(A1+A2+A3+···+An)/Aa1a2a3a4a5b1b2b3b4A2A3A4結(jié)構(gòu)面的張開(kāi)度及充填情況密閉<0.2mm微張0.2-1.0mm張開(kāi)1.0-5.0mm寬張>5.0mm*取決于巖石成分及結(jié)構(gòu)面的粗糙程度**取決于充填物情況及膠結(jié)情況*3、軟弱夾層軟弱夾層—在堅(jiān)硬巖層中夾有的力學(xué)強(qiáng)度低、泥質(zhì)或炭質(zhì)含量高、遇水易軟化、延伸較長(zhǎng)和厚度較薄的軟弱巖層

7、?！梢蛟蜆?gòu)造型次生型▲分類▲泥化夾層的形成泥化—粘土巖類巖石經(jīng)一系列地質(zhì)作用變成塑泥的過(guò)程。標(biāo)志：其天然含水量等于或大于塑限。特點(diǎn)：濕度高、密度小、強(qiáng)度低、變形大。①物質(zhì)基礎(chǔ)：粘土礦物含量較高的原生軟弱夾層，如粘土巖、粘土質(zhì)頁(yè)巖、粘土質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)板巖、泥灰?guī)r、千枚巖等夾層。②構(gòu)造作用③地下水的作用：結(jié)合水膜減弱顆粒間連接力，巖石處于塑態(tài)甚至接近流態(tài)；溶解鹽類、水化和水解作用。成分：粘粒含量明顯增多。結(jié)構(gòu)：由固結(jié)或超固結(jié)變成泥質(zhì)分散結(jié)構(gòu)。物理狀態(tài)：天然含水量高，接近或超過(guò)塑限。力學(xué)強(qiáng)度：軟弱，μ≈0.2

8、?！嗷瘖A層的特征4、結(jié)構(gòu)體形狀（取決于結(jié)構(gòu)面的組數(shù)及產(chǎn)狀）大小（取決于結(jié)構(gòu)面組數(shù)及各組間距）12>結(jié)構(gòu)體的形狀大小相同，產(chǎn)狀不同12結(jié)構(gòu)體產(chǎn)狀相同，位置不同1>25、巖體結(jié)構(gòu)類型整體結(jié)構(gòu)巖體（近似各向同性連續(xù)介質(zhì)）層狀結(jié)構(gòu)巖體（順層滑動(dòng)、層間張裂及巖層彎曲折斷）塊狀結(jié)構(gòu)巖體（沿軟弱夾層滑動(dòng)）碎裂結(jié)構(gòu)巖體（沿結(jié)構(gòu)面的滑移和張裂、結(jié)構(gòu)體的剪切、張裂及塑性流動(dòng)）散體結(jié)構(gòu)巖體（大型斷裂破碎帶，大型巖漿巖侵