第7章 巖石與巖體的工程地質(zhì)特征

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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(zhǎng)的地質(zhì)歷史過程中，經(jīng)受了各種地質(zhì)作用，并在地營(yíng)力的長(zhǎng)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、

2、含量多,則巖石的比重大。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

3、含量高、孔隙率大、吸水率高,則易與水作用而軟化,使其強(qiáng)度和穩(wěn)定性大大降低甚至喪失?？箖鲂裕号c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

4、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①礦物組成（石英巖——石英，大理巖——方解石）②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<細(xì)粒花崗巖B）膠結(jié)類巖——強(qiáng)度與穩(wěn)定性取決于膠結(jié)構(gòu)成分與膠結(jié)方式膠結(jié)物——硅質(zhì)、鐵質(zhì)和鈣質(zhì)、泥質(zhì)如同為砂巖，則硅質(zhì)砂巖→鐵質(zhì)或鈣質(zhì)砂巖→泥質(zhì)砂巖強(qiáng)度與穩(wěn)定性依次降低③構(gòu)造：空間分布、排列不均勻——易沿硬度低，易風(fēng)化的礦物遭受破壞空間分布、排列雖不均勻，但有層

5、理，空隙存在，抗壓強(qiáng)度（Rc）：⊥層面>//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①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)。②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①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(劈理面、節(jié)理面、斷層面)②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

6、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、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)

7、與地下水的長(zhǎng)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(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

8、.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)