【文章內(nèi)容簡介】 資 料 ， 平 均 抗 剪 強 度 為? ?5 ??? ?? Pa 。當(dāng)斷層帶中泥質(zhì)物或細(xì)軟物質(zhì) ( 巖粉 ) 較多，并呈帶狀分布時，剪切強度則較低， ? ?5 ??? ?? P a,摩擦系數(shù)較平均值有顯著的降低。當(dāng)破碎結(jié)構(gòu)面中含有較多的巖屑和碎塊，或膠結(jié)較好時，摩擦系數(shù)及 c 值均有較大的提高，剪切強度增加到 ? ?5 ??? ?? Pa 巖體結(jié)構(gòu)面及其力學(xué)屬性 ?結(jié)構(gòu)面類型及其工程地質(zhì)特性 根據(jù)這些統(tǒng)計資料可以看到，破碎結(jié)構(gòu)面中充填物的顆粒組成既影響到?tg值，也影 響到 c 值，?tg?達(dá) ，△ c 可達(dá) 9 4kP a 。和破裂結(jié)構(gòu)面相比較，由于結(jié)構(gòu)面粗糙不平而引起的剪斷強度比由于碎屑充填物咬合而造成的△ c 大得多。而且由于結(jié)構(gòu)面不平整所造成的摩擦角增值?tg?與由于砰屑充填物剪漲效應(yīng)?tg?比較接近。 巖體結(jié)構(gòu)面及其力學(xué)屬性 (三 ) 層狀結(jié)構(gòu)面 層狀結(jié)構(gòu)面指巖體中成層的不連續(xù)面，包括層面、軟弱夾層及軟弱巖層的順層接觸面，如泥巖、粘土巖、泥質(zhì)灰?guī)r等。 這類結(jié)構(gòu)面由于一般有一定程度的膠結(jié)，往往出現(xiàn)屈服剪切 — 剪斷型的剪切變形曲線，即在達(dá)到峰值后出現(xiàn)剪應(yīng)力的下跌。但有時結(jié)構(gòu)面膠結(jié)不良，或軟弱夾層過于軟弱，則不出現(xiàn)應(yīng)變軟化現(xiàn)象，而呈屈服剪切型，伴有應(yīng)變硬化。 ?結(jié)構(gòu)面類型及其工程地質(zhì)特性 巖體結(jié)構(gòu)面及其力學(xué)屬性 層狀結(jié)構(gòu)面的剪切強度取決于結(jié)構(gòu)面的膠結(jié)程度及軟層本身的剪切強度。根據(jù) 22組各種軟巖中的層面及軟弱夾層抗剪試驗資料統(tǒng)計，其剪切強度如下： ?結(jié)構(gòu)面類型及其工程地質(zhì)特性 ? ? ??? ?? ? ? ???? ? ? ??? ?? 平均值： Pa Pa Pa 上限值： 下限值： 巖體結(jié)構(gòu)面及其力學(xué)屬性 ?結(jié)構(gòu)面類型及其工程地質(zhì)特性 從上述資料可以看到?tg的變化達(dá) 0 .33 ，而△ c 達(dá) 16 0kP a ，可見膠結(jié)強度的影響是很顯著的。巖性較硬，且層面不平整的結(jié)構(gòu)面給出了較高的剪切強度，幾乎和堅硬巖石中的破裂結(jié)構(gòu)面相接近〔 ? ? ??? ??Pa 〕。而巖層軟弱，層面平整，甚至局部有泥質(zhì)充填時，剪切強度達(dá)到下限值，如軟弱粘土巖、碳質(zhì)頁巖夾層、云母富集的夾層等。 巖體結(jié)構(gòu)面及其力學(xué)屬性 ?結(jié)構(gòu)面類型及其工程地質(zhì)特性 (四 ) 泥化結(jié)構(gòu)面 泥化結(jié)構(gòu)面是最軟弱的結(jié)構(gòu)面，它完全由塑性泥質(zhì)物構(gòu)成，如斷層、斷層泥、層間錯動面，以及次生夾泥等。泥質(zhì)物往往沿結(jié)構(gòu)面富集，形成塑性夾層或透鏡體。 泥化結(jié)構(gòu)面的剪切變形曲線以屈服剪切型為主，不出現(xiàn)峰值后的剪應(yīng)力下跌。實際上，這類結(jié)構(gòu)面的剪切強度已屬于殘余強度。在剪切變形過程中，隨著剪應(yīng)力的增加，位移呈非線性增加。 巖體結(jié)構(gòu)面及其力學(xué)屬性 ?結(jié)構(gòu)面類型及其工程地質(zhì)特性 泥化結(jié)構(gòu)面的抗剪強度主要取決于充填于其中的泥質(zhì)物的粘土礦物成分、微觀結(jié)構(gòu)、以及含水量和固結(jié)程度。 16 組試驗得平均剪切強度為 ? ? ??? ?? Pa 。 巖體結(jié)構(gòu)面及其力學(xué)屬性 ?結(jié)構(gòu)面類型及其工程地質(zhì)特性 有些粘土夾層的層間錯動面，結(jié)構(gòu)松軟，受地下水作用后呈塑流狀 ， 親 水 粘 土 礦 物 富 集 ， 剪 切 強 度 最 低 ， 僅? ? ??? ?? Pa ，較未膠結(jié)的淤泥略高。但是有些斷層面含有一些較粗的碎屑，或是天然含水量較低的裂隙夾泥等剪切強度則較高，達(dá) ? ? ??? ??Pa 。 ?巖體結(jié)構(gòu)要素 巖體結(jié)構(gòu)類型及其特性 關(guān)于巖體結(jié)構(gòu)的概念是在巖體工程實踐中逐漸形成的。無論是從巖體構(gòu)造變形過程及其地質(zhì)歷史所賦予的特征來看，還是從影響巖體穩(wěn)定的實際問題來看，巖體結(jié)構(gòu)應(yīng)該包括兩個方面要素，即結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體。 ?巖體結(jié)構(gòu)要素 巖體結(jié)構(gòu)類型及其特性 結(jié)構(gòu)面，如前所述，是巖體內(nèi)各種具有一定方向、延展較大，厚度較小的兩維地質(zhì)界面，包括物質(zhì)的分異面及不連續(xù)面，如層面、節(jié)理、斷層等。在小比例尺問題中厚度較大的斷層和軟弱層仍可作結(jié)構(gòu)面考慮，而在大比例尺問題中則應(yīng)將它們當(dāng)作軟弱破碎結(jié)構(gòu)體（帶）考慮，并在分析模型中納入其次級結(jié)構(gòu)面。 ?巖體結(jié)構(gòu)要素 巖體結(jié)構(gòu)類型及其特性 結(jié)構(gòu)體是指由不同產(chǎn)狀的結(jié)構(gòu)面組合起來，將巖體切割而成的塊體。結(jié)構(gòu)體的形態(tài)可分為塊狀體、柱狀體、板狀體、片狀體、碎粒體、碎屑、鱗片等。塊狀體又可分為方塊體，菱塊體等．在分析模型中圍限結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)面為確定性結(jié)構(gòu)面，但是結(jié)構(gòu)體內(nèi)則含有隨機性結(jié)構(gòu)面。 ?巖體結(jié)構(gòu)類型 巖體結(jié)構(gòu)類型及其特性 巖體結(jié)構(gòu)是指巖體受結(jié)構(gòu)面切割而構(gòu)成之結(jié)由體的組合。巖體力學(xué)的實踐表明，大部分巖體受工程作用力的破壞過程，主要是結(jié)構(gòu)體沿結(jié)構(gòu)面的剪切滑移、拉開，以及整體的累積變形和張裂。所以，結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體只是一個問題的兩個互相聯(lián)系的部分。巖體的結(jié)構(gòu)類型主要就是根據(jù)這兩方面要素，考慮結(jié)構(gòu)體的組合特征來劃分的。 ?巖體結(jié)構(gòu)類型 巖體結(jié)構(gòu)類型及其特性 巖體結(jié)構(gòu)可劃為三種類型：塊狀結(jié)構(gòu)，層狀結(jié)構(gòu)及碎裂結(jié)構(gòu)．塊狀結(jié)構(gòu)強調(diào)非成層性，層狀結(jié)構(gòu)強調(diào)成層性，皆為原生結(jié)構(gòu)，而碎裂結(jié)構(gòu)強調(diào)原狀結(jié)構(gòu)的破壞和擾動（表 4a，ｂ，ｃ）。 表 4a 巖體結(jié)構(gòu)類型 巖體結(jié)構(gòu) 地質(zhì)描述 巖體結(jié)構(gòu) 類型 亞類 結(jié)構(gòu)面 結(jié)構(gòu)體 J 節(jié)理狀結(jié)構(gòu) 塊狀 塊狀巖體，節(jié)理稀少 節(jié)理 巨塊狀 節(jié)理塊狀 節(jié)理一般發(fā)育 節(jié)理、層理 方塊體 裂隙塊狀 廣泛發(fā)育節(jié)理，斷層稀 少 節(jié)理、斷層 板狀體，錐體，楔形體 L 層狀結(jié)構(gòu) 互層 軟硬相間 軟弱夾層，節(jié)理 層狀體 間 (夾 )層 硬層間夾軟層 軟弱夾層，節(jié)理 板狀體 薄層 片巖、板巖及千枚巖 片理，節(jié)理 板狀體 軟層 均一軟弱沉積巖體，頁 巖、粘土巖及泥巖 節(jié)理 方塊體 C 碎裂結(jié)構(gòu) 鑲嵌 廣泛發(fā)育斷裂及斷塊、 碎塊 節(jié)理，剪切帶 碎塊 碎裂 破裂、破碎及斷裂 斷層，裂縫 碎片、散粒 松散 廣泛破碎成軟弱空穴 泥質(zhì)充填斷層 散粒、各種粒度的巖粉 表 4a 巖體結(jié)構(gòu)類型 （續(xù)） 巖體結(jié)構(gòu) 分類指標(biāo) 類型 亞類 完整系數(shù) 基本塊度 (m3) 聲波指數(shù) Zd 質(zhì)量系數(shù) Z J 節(jié)理狀結(jié)構(gòu) 塊狀 5104— 2104 20— 節(jié)理塊狀 — — 2104— 1104 10— 1 裂隙塊狀 — — 1104— 2103 3— L 層狀結(jié)構(gòu) 互層 — — 1104— 5103 3— 間 (夾 )層 — — 1104— 5103 5— 薄層 — 1104— 2103 3— 軟層 — 5103— 2103 — C 碎裂結(jié)構(gòu) 鑲嵌 — 3103— 1103