【正文】 分類目的 是通過分類 ， 概括地反映各類巖體的質(zhì)量好壞 ， 預(yù)測可能出現(xiàn)的巖體力學(xué)問題 ， 為工程設(shè)計 、 支護襯砌 、 建筑選型和施工方法選擇等提供參數(shù)和依據(jù) 。 4. 影響結(jié)構(gòu)面力學(xué)性質(zhì)的因素 Mar , 2022 63 第 3章 巖體的力學(xué)特性 ? 工程巖體 指各類巖石工程周圍的巖體 ， 這些巖石工程包括地下工程 、 邊坡工程及與巖石有關(guān)的地面工程 ， 即為工程建筑物地基 、 圍巖或材料的巖體 。 ? 后期充填性質(zhì) 軟弱結(jié)構(gòu)面抗剪強度隨碎屑 （ 碎巖塊 ） 成份與顆粒尺寸的增大而提高 ， 隨粘粒含量的增加而降低 。結(jié)構(gòu)面的強度與峰值剪脹角是引起尺寸效應(yīng)的基本因素。 ) 粘聚力 (MPa) 結(jié)構(gòu)面類型 摩擦角 (176。 摩擦角可表示為bi?? ?? ，b? 是巖石平坦表面基本摩擦角， i 是結(jié)構(gòu)面上凸臺斜坡角。 剪斷 1拉裂面； 2壓碎帶； 3剪切破壞面 Mar , 2022 60 第 3章 巖體的力學(xué)特性 抗剪強度是結(jié)構(gòu)面最重要的力學(xué)性質(zhì)之一。 在結(jié)構(gòu)面剪切過程中，伴隨有微凸體的彈性變形、劈裂、磨粒的產(chǎn)生與遷移、結(jié)構(gòu)面的相對錯動等多種力學(xué)過程。 通常有兩種基本形式 1) 對非充填粗糙結(jié)構(gòu)面 ， 隨剪切變形發(fā)生 ， 剪切應(yīng)力相對上升較快 ， 當(dāng)達到剪應(yīng)力峰值后 ， 結(jié)構(gòu)面抗剪能力出現(xiàn)較大的下降 ， 并產(chǎn)生不規(guī)則的峰后變形或滯滑現(xiàn)象； 2) 對于平坦 （ 或有充填物 ） 的結(jié)構(gòu)面 ， 初始階段的剪切變形曲線呈下凹型 ， 隨剪切變形的持續(xù)發(fā)展 ， 剪切應(yīng)力逐漸升高但沒有明顯的峰值出現(xiàn) ， 最終達到恒定值 。因此，一般計算中不允許巖石受拉，遵循所謂的無拉力準則。 2m a x0m a x00 ???????? ??????????nnnnnnnKKKK 結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì) Mar , 2022 57 第 3章 巖體的力學(xué)特性 若結(jié)構(gòu)面受有初始應(yīng)力，受壓時向左側(cè)移動，其圖形與前述相同。這種非線性力學(xué)行為歸結(jié)于接觸微凸體彈性變形、壓碎和間接拉裂隙的產(chǎn)生，以及新的接觸點、接觸面積的增加。 描述 結(jié)構(gòu)面張開度（ mm） 分類 很緊密 緊密 部分張開 ~ ~ 閉合結(jié)構(gòu)面 張開 中等寬的 寬的 ~ ~10 10 裂開結(jié)構(gòu)面 很寬的 極寬的 似洞穴的 10~100 100~1000 1000 張開結(jié)構(gòu)面 張開度 Mar , 2022 56 第 3章 巖體的力學(xué)特性 結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)主要包括變形性質(zhì) （ 法向變形 、 剪切變形 ） 與強度性質(zhì) （ 抗壓強度 、 抗剪強度 ） 。 ?張開度可說明巖體的“松散度”和巖體的水力學(xué)特征。 1ldnK??描述 間距（ mm） 極密集的間距 20 很密集的間距 20~60 密集的間距 60~200 中等的間距 200~600 寬的間距 600~2022 很寬的間距 2022~6000 極寬的間距 6000 間距 Mar , 2022 55 第 3章 巖體的力學(xué)特性 是指結(jié)構(gòu)面兩壁面間的 垂直距離 。如以 l 代表在法線上量測的長度， n為 l 長度內(nèi)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)面的數(shù)目，則 nKl?Mar , 2022 54 第 3章 巖體的力學(xué)特性 是指同一組結(jié)構(gòu)面法線方向上兩相鄰結(jié)構(gòu)面的平均距離 。 ?90＜＜j ??Mar , 2022 52 第 3章 巖體的力學(xué)特性 – 表示結(jié)構(gòu)面的延展性，說明結(jié)構(gòu)面在巖體中分離的程度。它多系經(jīng)層間錯動后經(jīng)斷層而成。這類結(jié)構(gòu)面的起伏角為 90176。 – 臺階型 它的變形、破壞取決于巖石的力學(xué)性質(zhì)等。 – 鋸齒型 它的變形、破壞取決的條件基本與波浪型相同。 – 波浪型 它的變形、破壞取決于起伏角、起伏幅度、巖石力學(xué)性質(zhì)、充填情況等。 – 平直型 它的變形、破壞取決于結(jié)構(gòu)面上的粗糙度、充填物質(zhì)成分、側(cè)壁巖體風(fēng)化的程度等。 膠結(jié)充填物厚度對結(jié)構(gòu)面力學(xué)性質(zhì)的影響： ? 薄膜充填：厚度小于 2mm、由風(fēng)化礦物和應(yīng)力礦物組成、結(jié)構(gòu)面強度明顯降低； ? 斷續(xù)充填：厚度小于起伏差、強度與充填物和結(jié)構(gòu)面有關(guān)； ? 連續(xù)充填：厚度稍大于起伏差、強度取決于充填物； ? 厚層 充填： 厚度遠大于起伏差、強度取決于充填物、易滑移。 – 結(jié)構(gòu)面之間有充填 結(jié)構(gòu)面的膠結(jié)充填物使結(jié)構(gòu)面的強度低于巖體的強度。 結(jié)構(gòu)面的自然特征 Mar , 2022 47 第 3章 巖體的力學(xué)特性 1. 充填膠結(jié)特征 – 結(jié)構(gòu)面之間無充填 它們處于閉合狀態(tài)，巖塊之間接合較為緊密。 ? 次生軟弱夾層 由風(fēng)化作用和地下水作用參與形成的風(fēng)化夾層和泥化夾層。 ? 主要包括 ? 原生軟弱夾層 火成軟弱夾層；沉積軟弱夾層 ；變質(zhì)軟弱夾層。 Mar , 2022 40 第 3章 巖體的力學(xué)特性 Mar , 2022 41 第 3章 巖體的力學(xué)特性 卸荷裂隙 是巖體的表面某一部分被剝蝕掉，引起重力和構(gòu)造應(yīng)力的 釋放或調(diào)整，使得巖體向自由空間膨脹而產(chǎn)生了平行于地表面的張裂隙。 硬性結(jié)構(gòu)面 微小節(jié)理 隱微裂隙 線理等。 延展數(shù)米， 未錯動， 不夾泥， 有的呈弱結(jié)合狀態(tài)， 統(tǒng)計結(jié)構(gòu)面 IV 級 對巖體穩(wěn)定性影響 力學(xué)屬性 地質(zhì)類型 分級依據(jù) 級序 第 3章 巖體的力學(xué)特性 Mar , 2022 34 分布隨機，降低巖塊強度，是巖塊力學(xué)性質(zhì)效應(yīng)基礎(chǔ)。 III 級 對巖體穩(wěn)定性影響 力學(xué)屬性 地質(zhì)類型 分級依據(jù) 級序 第 3章 巖體的力學(xué)特性 Mar , 2022 33 劃分 II類巖體結(jié)構(gòu)的基本依據(jù) 是巖體力學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)效應(yīng)基礎(chǔ) 破壞巖體的完整性，與其他結(jié)構(gòu)面形成不同類型邊坡破壞方式。 各種類型的斷層 原生軟弱夾層 層間錯動帶等 延展十米或數(shù)十米， 無破碎帶， 面內(nèi)不含泥，有泥膜。 屬于軟弱結(jié)構(gòu)面， 構(gòu)成獨立的力學(xué)介質(zhì)單元 區(qū)域性深大斷裂 或大斷裂 延伸數(shù)十公里 深度可切穿一個構(gòu)造層 破碎帶寬度在數(shù)米、數(shù)十米以上 I 級 對巖體穩(wěn)定性影響 力學(xué)屬性 地質(zhì)類型 分級依據(jù) 級序 第 3章 巖體的力學(xué)特性 Mar , 2022 31 控制山體穩(wěn)定性 與 I級結(jié)構(gòu)面可形成大規(guī)模的塊體破壞，即控制巖體變形和破壞方式。片巖夾層有時對工程及地下洞體穩(wěn)定也有影響 巖體結(jié)構(gòu)面的類型及其特征 Mar , 2022 29 第 3章 巖體的力學(xué)特性 構(gòu)造結(jié)構(gòu)面 1節(jié)理（剪節(jié)理、張節(jié)理） 2斷層（正斷層、逆斷層、平移斷層） 3層間錯動 4羽狀裂隙、劈理 產(chǎn)狀與構(gòu)造線呈一定關(guān)系，層間錯動與巖層一致 張性斷裂較短小，剪切斷裂延展較遠，壓性斷裂規(guī)模巨大，但有時被橫斷層切割成不連續(xù)狀 張性斷裂不平整，常具次生充填，呈鋸齒狀，剪切斷裂較平直，具羽狀裂隙，壓性斷層具多種構(gòu)造巖，成帶狀分布，往往含斷層泥、糜棱巖 對巖體穩(wěn)定影響很大，在上述許多巖體破壞過程中，大都有構(gòu)造結(jié)構(gòu)面的配合作用。淺淺部部 卸荷斷裂卸荷斷裂結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu) 重力擴展變形破裂重力擴展變形破裂次次 面面生生結(jié)結(jié) 表表 卸荷裂隙卸荷裂隙構(gòu)構(gòu) 部部 風(fēng)化裂隙風(fēng)化裂隙面面 結(jié)結(jié) 風(fēng)化夾層風(fēng)化夾層構(gòu)構(gòu) 泥化夾層泥化夾層面面 次生夾泥次生夾泥Mar , 2022 28 第 3章 巖體的力學(xué)特性 成因類型 地質(zhì)類型 主 要 特 征 工程地質(zhì)評價 產(chǎn) 狀 分 布 性 質(zhì) 原生結(jié)構(gòu) 面 沉積結(jié)構(gòu)面 1層理層面 2軟弱夾層 3不整合面、假整合面 4沉積間斷面 一般與巖層產(chǎn)狀一致，為層間結(jié)構(gòu)面 海相巖層中此類結(jié)構(gòu)面分布穩(wěn)定，陸相巖層中呈交錯狀，易尖滅 層面、軟弱夾層等結(jié)構(gòu)面較為平整；不整合面及沉積間斷面多由碎屑泥質(zhì)物構(gòu)成，且不平整 國內(nèi)外較大的壩基滑動及滑坡很多由此類結(jié)構(gòu)面所造成的 ， 如奧斯汀 、 圣 構(gòu)構(gòu) 節(jié)理（節(jié)理（ XX 型節(jié)理，張節(jié)理）型節(jié)理，張節(jié)理）造造結(jié)結(jié) 斷層（正斷層，逆斷層，走滑斷層）斷層（正斷層，逆斷層，走滑斷層）構(gòu)構(gòu)面面 層間錯動帶，羽狀裂隙，破劈理。面面 變質(zhì)結(jié)構(gòu)面：片理，片麻理，板劈理，片巖軟變質(zhì)結(jié)構(gòu)面：片理