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1、巖石力學(xué)課程論文——節(jié)理對巖體力學(xué)性質(zhì)的影響?指導(dǎo)老師：王樂華三峽大學(xué)土木水電學(xué)院?摘要：人類改造地球的能力日新月異，各項工程蓬勃發(fā)展，在水利水電、民用建筑等工程中，地基巖體的強(qiáng)度是我們關(guān)注的重點。我們知道，影響巖體強(qiáng)度的主要因素有節(jié)理和裂隙，節(jié)理面和裂隙處是巖體薄弱的地方。巖體的節(jié)理在工程上除了有利于開挖外，對巖體強(qiáng)度及穩(wěn)定性均有不理的影響。通過對節(jié)理更全面的描述以及深入的受力分析，充分了解節(jié)理對巖體力學(xué)性質(zhì)的影響，對我們施工一定的意義和啟發(fā)。關(guān)鍵詞：節(jié)理??巖體??巖體強(qiáng)度??1節(jié)理的定義及分
2、類構(gòu)成地殼的巖體受力的作用后發(fā)生變形，當(dāng)變形達(dá)到一定程度時，巖體的連續(xù)性與完整性遭到破壞，產(chǎn)生各種大小不一的破裂，如果沿破裂面沒有發(fā)生顯著的位移，這個破裂面就稱為節(jié)理；如果發(fā)生過顯著的位移，就叫做斷層。節(jié)理是很常見的一種構(gòu)造地質(zhì)現(xiàn)象，就是我們在巖石露頭上所見的裂縫，或稱巖石的裂縫。在巖石露頭上，到處都能見到節(jié)理。節(jié)理以平面居多，多相互平行，形成節(jié)理組，可把巖石分割成具有一定幾何形狀的塊狀裂隙系統(tǒng)。古老節(jié)理常有造巖礦物填充。1.1按節(jié)理的成因，節(jié)理包括原生節(jié)理和次生節(jié)理兩大類?！ ≡?jié)理是指成巖過
3、程中形成的節(jié)理。例如沉積巖中的泥裂，火花熔巖冷凝收縮形成的柱狀節(jié)理，巖漿入侵過程中由于流動作用及冷凝收縮產(chǎn)生的各種原生節(jié)理等。 次生節(jié)理是指巖石成巖后形成的節(jié)理，包括非構(gòu)造節(jié)理（風(fēng)化節(jié)理）和構(gòu)造節(jié)理。其中構(gòu)造節(jié)理是所有節(jié)理中最常見的，它是在地質(zhì)構(gòu)造運動作用下于巖石中所形成的節(jié)理，常成組出現(xiàn)，與當(dāng)?shù)氐鸟薨?、斷層?gòu)造有關(guān)；在空間分布上具有一定的規(guī)律性。非構(gòu)造節(jié)理是巖石在非地質(zhì)動力(如風(fēng)化、山崩、地陷、河谷解壓、冰川活動、人工爆破等)作用下所形成的，多發(fā)育在靠近地表或淺部的巖石中。巖石在成巖過程中因冷
4、凝或干縮所形成的原生節(jié)理也屬于非構(gòu)造節(jié)理。1.2按節(jié)理與巖層的產(chǎn)狀要素的關(guān)系，可分為四種節(jié)理： 走向節(jié)理：節(jié)理的走向與巖層的走向一致或大體一致?！A向節(jié)理：節(jié)理的走向大致與巖層的走向垂直，即與巖層的傾向一致。 斜向節(jié)理：節(jié)理的走向與巖層的走向既非平行，亦非垂直，而是斜交。 順層節(jié)理：節(jié)理面大致平行于巖層層面。 其中，前三種最為常見。1.3按節(jié)理的走向與區(qū)域褶皺主要方向、斷層的主要走向或其他線形構(gòu)造的延伸方向等關(guān)系而進(jìn)行，可劃分為三種節(jié)理： 縱節(jié)理：兩者的關(guān)系大致平行。 橫節(jié)理：二者大致垂直。 斜節(jié)
5、理：二者大致斜交?！ ∪绻薨欇S延伸穩(wěn)定，不發(fā)生傾伏的話（水平褶皺），則走向節(jié)理相當(dāng)于縱節(jié)理，傾向節(jié)理相當(dāng)于橫節(jié)理，斜向節(jié)理相當(dāng)于斜節(jié)理。1.4?按照力學(xué)性質(zhì)，構(gòu)造節(jié)理又可分為伸張節(jié)理及剪切節(jié)理。伸張節(jié)理是垂直于最小主應(yīng)力軸方向(平行于最大主應(yīng)力軸方向)發(fā)生張裂所形成的節(jié)理，常發(fā)育在褶皺構(gòu)造中背斜及向斜的軸部，且垂直于褶皺軸面。伸張節(jié)理一般不平直、裂面較粗糙、間距大且分布不均勻，很少密集成帶，沿其走向及傾向都延伸不遠(yuǎn)。伸張節(jié)理兩壁常張開，剖面上呈上寬下窄的楔形，裂隙寬窄變化較大，易被造巖礦物充填；
6、在礫巖中發(fā)育的伸張節(jié)理常繞過礫石。伸張節(jié)理往往成為地下水的良好通道。剪切節(jié)理系巖石因剪切破壞而形成的節(jié)理，多出現(xiàn)在褶皺的兩翼或斷層附近，沿節(jié)理走向及傾向延伸較遠(yuǎn)，發(fā)育的密度較大，節(jié)理間距小而具有等間距性。沿節(jié)理面可能發(fā)生輕微位移，節(jié)理面平直而光滑，裂隙閉合，有時留有擦痕及磨光面。剪切節(jié)理常沿剪切面成群的平行分布，且通常有兩組不同方向的節(jié)理，交叉成X型，稱為共軛節(jié)理，將巖體切割成菱塊狀或豆腐狀，最大主應(yīng)力軸即平分共軛節(jié)理的銳角。在礫巖中發(fā)育的剪切節(jié)理常切穿礫石，而不改變其方向。當(dāng)巖層受到水平擠壓應(yīng)力
7、時，初期在層面上產(chǎn)生兩組平面剪切節(jié)理；當(dāng)水平壓力繼續(xù)作用時，巖層彎曲形成褶皺，在其軸部的剖面上產(chǎn)生另一對剪切節(jié)理。由于剪切節(jié)理呈交叉狀，且互相將巖層切割成碎塊狀，破壞了巖體的完整性；剪切節(jié)理面常成為易于滑動的不連續(xù)面。?2節(jié)理的野外量測及室內(nèi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析為了反應(yīng)節(jié)理的分布規(guī)律及其對巖體穩(wěn)定性的影響，對節(jié)理需要進(jìn)行野外量測及室內(nèi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。調(diào)查量測時應(yīng)先在工作區(qū)域選擇一具有代表性的巖層露頭，對一定面積內(nèi)的節(jié)理進(jìn)行走向、傾向及傾角測量，并計量長度、寬度、間距，觀察填充情形、含水情況及節(jié)理面的粗糙度，
8、且研究節(jié)理的成因。當(dāng)節(jié)理面出露不佳時，常利用硬紙片或金屬薄片插入裂隙中，用測量紙片的數(shù)據(jù)代替節(jié)理的位態(tài)。統(tǒng)計節(jié)理的位態(tài)有各種圖式，節(jié)理玫瑰圖是較常用的一種，它可用來表示節(jié)理發(fā)育程度的大小(即方位與組數(shù))。節(jié)理玫瑰圖分成走向玫瑰圖及傾向玫瑰圖兩種。節(jié)理玫瑰圖的編制方法很簡單，很有實用價值，但最大的缺點是不能在同一張圖上將節(jié)理的走向、傾向及傾角同時表示出來。為了改正這項缺點，一般最常用的就是圓球投影法(即赤平極射投影法)，并用計算機(jī)統(tǒng)計與繪圖。??3節(jié)理對巖體力學(xué)性質(zhì)的影響節(jié)理是巖石(
