【正文】 化裂隙發(fā)育，有次生礦物，時夾少量 巖屑；裂隙面出現(xiàn)風(fēng)化礦物或風(fēng)化夾層，錘擊聲不夠清脆。 巖塊的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造 0 1 0 （三）巖石的風(fēng)化程度 風(fēng)化作用 == 礦物組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)造改變 == 巖石 物理力學(xué)性質(zhì)改變 ：強(qiáng)度降低、抗變形性 能減弱、 空隙率增大，滲透性增大 巖塊的風(fēng)化程度 ? 巖石風(fēng)化程度的表示方法 （定性方 法和定量方法） 風(fēng)化程度： 全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、弱風(fēng)化、微風(fēng)化 定性方法 －－根據(jù) 顏色 、 破碎程度 、 礦物成分的 變 化 及 開挖錘擊特征 等定 性指標(biāo)來判斷。 1 2. 巖塊的構(gòu)造 指礦物集合體之間及其與其他組分之間的排 列組合方式。 微結(jié)構(gòu)面 將大大降低巖石的強(qiáng)度。 結(jié)構(gòu)與構(gòu)造 1 0 ? 膠結(jié)連結(jié) 礦物顆粒通過膠結(jié)物連結(jié)在一起， 巖塊強(qiáng)度：等粒結(jié)構(gòu)＞非等粒結(jié)構(gòu)；細(xì)粒結(jié)構(gòu)＞粗粒結(jié)構(gòu)； 斑狀結(jié)構(gòu)中，細(xì)?；|(zhì)＞玻璃基質(zhì)。 （ 1） 連結(jié)類型（ 結(jié)晶連結(jié) 和 膠結(jié)連結(jié) ） ? 結(jié)晶連結(jié) 礦物顆粒通過結(jié)晶相互嵌合在一 起，如巖漿巖、大部分變質(zhì)巖、 部分沉積巖。 巖石成因和類型對巖塊力學(xué)性質(zhì)的影響 0 1 粗碎屑巖 其力學(xué)性質(zhì)在很大程度上取決 于膠結(jié)物，與碎屑成分也有關(guān) ? 沉積巖： 細(xì)碎屑巖 如頁巖、泥巖等力學(xué)性質(zhì)很差 碳酸鹽巖 力學(xué)性質(zhì)與組成成分的含量有關(guān) 1 巖塊的物質(zhì)組成 巖石成因和類型對巖塊力學(xué)性質(zhì)的影響 淺變質(zhì)巖 千枚巖、板巖等含片狀礦物 多，力學(xué)性質(zhì)較差 ? 變質(zhì)巖： 與母巖類 型及變質(zhì) 程度有關(guān) 深變質(zhì)巖 片麻巖、石英巖等含粒柱狀 礦物多，力學(xué)性質(zhì)好 1 0 （二）巖塊的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造 1. 巖塊的結(jié)構(gòu) 指巖石內(nèi)礦物顆粒的大小、形狀和排列 方式、微結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況、粒間連結(jié)方 式等在巖塊構(gòu)成上所表現(xiàn)出的特征。 常見巖石：石英砂巖等。 碳酸鹽巖體常發(fā)育巖溶現(xiàn)象。 巖石物理力學(xué)特點：受 CaCO3和泥質(zhì)的含量影響 大。 礦物成分及其相對含量對新鮮巖塊力學(xué)性質(zhì)的影響 （ 3） 碳酸鹽類礦物 礦物：方解石、白云石等。常見巖石：泥巖、頁巖等。常見巖石：花崗巖、 閃長巖、玄武巖 巖石物理力學(xué)特點： 1）強(qiáng)度高，抗變形能力 好； 2）易風(fēng)化成高嶺石、水云母等。硅酸鹽、碳酸鹽和氧化物類礦物 是構(gòu)成巖石最常見礦物，其 常見礦物 如：石英、長石、輝石、橄欖石、方解石、白云石、 角閃石、云母、綠泥石、蒙脫石、高嶺石等。大部分 新鮮巖塊 質(zhì)地堅硬致密 ,孔 隙小而少 ,抗水性強(qiáng) ,透水性弱 ,力學(xué)強(qiáng)度高 －－ 其物理力學(xué)特點主要由礦物組成和結(jié) 構(gòu)構(gòu)造等決定。 2. 巖塊 (Rock block) －－ 把不含 顯著結(jié)構(gòu)面的巖石塊 體稱為巖塊，它是構(gòu)成巖體的最小巖石單元體 （ intact rock, structural element ）。 包括 ： 層面 、 不整合面、節(jié)理、斷層、片理面、劈理、軟弱夾層、卸荷裂 隙和風(fēng)化裂隙 等。第一章 巖體的地質(zhì)與結(jié)構(gòu)特征 主要內(nèi)容 ： 基本概念 巖塊、結(jié)構(gòu)面、巖體 巖塊的物質(zhì)組成、 結(jié)構(gòu)特征及風(fēng)化程度 結(jié)構(gòu)面的成因類型、分級、特征、軟弱結(jié)構(gòu)面 巖體成因及其特征、巖體的結(jié)構(gòu)特征 巖塊、結(jié)構(gòu)面、巖體 一、基本概念 巖石 (Rock) －－ 各種礦物的集合體。 1. 結(jié)構(gòu)面 (Structural Plane、 discontinuities) －－ 指地質(zhì)歷史發(fā)展過程中，在巖體內(nèi)形成的具有一定的延 伸方向和長度，厚度相對較小的地質(zhì)界面或帶。 顯著結(jié)構(gòu)面 (能明顯地將巖石切割開來的分界面 )、不顯著結(jié)構(gòu)面 (微 結(jié)構(gòu)面 )(包含在巖石塊體內(nèi)結(jié)合比較牢固的面如微層面、微裂隙等 ) 滬蓉西高速扁擔(dān)埡隧道掌子面巖體 巖塊、結(jié)構(gòu)面、巖體 3. 巖體 (Rockmass)－－ 是指地質(zhì) 歷史過程中形成的， 由巖塊和結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)組成的，具有一定的結(jié)構(gòu)，并 賦存于一定的天然應(yīng)力狀態(tài)和地下水等地質(zhì)環(huán)境中 的地質(zhì)體。 1 0 巖石是各種礦物的集合體，是地質(zhì)作用的 產(chǎn)物。 巖塊的物理力學(xué)性質(zhì)受物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造與風(fēng)化程度的影響 （一）巖塊的物質(zhì)組成 造巖礦物類型：含氧鹽、氧化物、氫 氧化物、鹵化物、硫化物和自然元素 等。 二、巖塊 －－ 不含顯著結(jié) 構(gòu)面的巖石塊體 1 巖塊的物質(zhì)組成 1. 巖石的礦物成分及其 相對含量是決定新鮮巖塊 力學(xué)性質(zhì)的一個重要因素 ? 巖塊中硬度大的粒狀、柱狀礦物越多，其強(qiáng) 度愈高：石英、長石、輝石、角閃石等 ? 巖塊中硬度小的片狀礦物越多，其強(qiáng)度愈低： 云母、綠泥石、蒙脫石、高嶺石等 （ 1） 硅酸鹽類礦物及相應(yīng)巖石的物理力學(xué)特點 礦物：長石、輝石、角閃石、橄欖石等，晶體 呈粒狀、柱狀，硬度大。 0 1 0 （ 2） 粘土礦物（特殊的硅酸鹽類礦物） 礦物：高嶺石、水云母、蒙脫石三類，晶體呈薄片 狀、或鱗片狀，硬度小。 巖石物理力學(xué)特點： 1）強(qiáng)度低，抗變形能力差； 2）極易風(fēng)化。常見巖石：石灰?guī)r、 白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r等。 CaCO3含量越高，巖石強(qiáng)度高、抗變形和抗 風(fēng)化性能好；泥質(zhì)含量高，力學(xué)性質(zhì)較差。 1 礦物成分及其相對含量對新鮮巖塊力學(xué)性質(zhì)的影響 （ 4） 氧化物類礦物 礦物 ：石英等，等軸狀，硬度大，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。 巖石物理力學(xué)特點： 石英含量越高，巖石強(qiáng)度更 大和抗變形性能更好 2. 巖石成因和類型對巖塊力學(xué)性質(zhì)的影響 ? 巖漿巖： 以粒狀硅酸鹽、石英等為 主，巖塊物理力學(xué)性質(zhì)一 般很好。 其 中， 礦物顆粒間的連結(jié) 和 微結(jié)構(gòu) 面的發(fā) 育特征 對巖塊的力學(xué)性質(zhì)影響很大。原子或離子作用 力，其強(qiáng)度較高。 晶粒愈細(xì)，愈均勻，玻璃質(zhì)愈少，則強(qiáng)度越高 相同成分的粗?；◢弾r ??C =?120MPa 細(xì)?；◢弾r ??C =?250MPa 如沉積碎屑巖等 膠結(jié)物成分與膠結(jié)類型不同，巖塊力學(xué)性質(zhì)不同： 巖塊強(qiáng)度： 1） 硅質(zhì)膠結(jié)＞鐵質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié)＞泥質(zhì)膠結(jié) （抗水性最差） 2） 基質(zhì)膠結(jié)＞孔隙式膠 結(jié)＞接觸式膠結(jié) 連結(jié)類型 結(jié)晶連結(jié)和膠結(jié)連結(jié) 結(jié)晶結(jié)構(gòu)不同，巖塊力學(xué)性質(zhì)不同： 1 0 （ 2） 微結(jié)構(gòu)面 巖塊的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造 指存在于礦物顆粒內(nèi)部或顆粒間的弱面或缺 陷，包括礦物解理面、晶格缺陷、粒間空隙、 微裂隙、微層面及片理面、片麻理面等。 試驗證明（ Hoek等）：若巖石存在缺陷，當(dāng) 其受力（拉或壓）時，在微結(jié)構(gòu)面（微裂隙、 微孔隙等）末端，易形成應(yīng)力集中，使裂隙可 能沿末端繼續(xù)擴(kuò)展，導(dǎo)致巖石在較小力的作用 下破壞。 如：巖漿巖中的流線、流面構(gòu)造，沉積巖中 的微層狀構(gòu)造，變質(zhì)巖中的片狀構(gòu)造及其定 性構(gòu)