区域稳定及岩体稳定分析的几个基本问题

(见表1-3。)
表1—3 岩体质量分类代表性方案
分类 方案
R M R 系 统 R S R 系统
岩体质量指标计 算公式及方法
RMR=A+B+C+D +E+F 和差综合法
参数
A—岩石强度（点荷载.单轴压) 分数 15—0 B—RQD(岩石质量指标） 分数 20—3 C—不连续面间距（>2m—<3m)分数 20—5 D—不连续面性状（粗糙—夹泥） 分数 30—0 I II III
结构面的张开度 • 闭合：＜0.2mm；微张：0.2—1.0mm； • 张开：1.0—5.0mm；宽张：＞5.0mm；
1.2.2 岩体分类
1.2.2.1 岩体结构分类 • 按结构特征可将岩体划分为块体状（或整体状）结 构、块状结构、层状结构、碎块状结构和散体状结 构等类型。
• 1.2.2.2 岩体的工程分类
工程应用分类是以岩体稳定性或岩体质量评价为基础的分类。 为综合性分类，目前主要考虑三方面因素的指标：即与岩石 工程性质有关的指标（力学性质）、岩体后期改造有关的指 标(岩体结构)和岩体赋存条件方面的指标（地下水或地应力）。 通常有:
RMR(宾尼亚斯基分类，Bieniawski);
巴顿的Q分类; 谷德振的岩体质量指标Z系统分类（1979）。
等级划分
很好 RMR 100—81 好 RMR 80—61 RMR 40—21 中等 RMR 60—41 很差 RMR<=20
（并联系统）
（T. Bieniawski,1973) RSR=A+B+C 和差综合法 （并联系统） （G.Wickham,1974 ) Q=RQD/Jn . J /J r a . J /SRF w 乘积法 串联系统 （Baton, 1974) Z=I . f . R 乘积法 （串联系统） 谷德振，1979
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⑶靠近地表的岩体，其结构特征在很大程度上确定了外 营力对岩体的改造进程。这是由于结构面往往是风化、地 下水等各种外营力较活动的部位，也常常是这些营力的改 造作用能深入岩体内部的重要通道，往往发展为重要的控 制面。 总之，对岩体的结构特征的研究，是分析评价区域稳定性 和岩体稳定性的重要依据。
研究结构面最关键的是研究各类结构面的分布规律、发育 密度、表面特征、连续特征以及它们的空间组合形式等。
E—地下水（干燥—流动）分数 15—0 F—不连续面产状条件（很好—很差） 分数 0—-12
A—地质（岩石类型：按三大岩类由硬质至破碎划分四个等级。 构造由整体—强烈断裂褶皱分为四等），分数 30—6 B—节理裂隙特征（按整体至极密集分为6个等级，按走向 倾角与掘进方向关系折减）分数 45—7 C—地下水（无至大量） 分数 25—6 RQD—岩石质量指标 0—100 Jn—裂隙组数，无裂—破裂 ，0.5—20 Jr—裂隙粗糙度，粗糙—镜面，4—0.5 Ja—裂隙蚀变程度，新鲜—蚀变夹泥，0.75—20 Jw—裂隙水折减系数，干燥—特大水流，1—0.05 SRF—应力折减系数，表示洞室开挖中岩性和地应力对 围岩抗变形能力的折减，高者可达20（高应力状态 岩石 趋于流动），低者2.5（接近地表的坚硬岩石） I—完整性系数，I=V2m/V2r Vm—岩体中纵波速 Vr—岩石中纵波速 f—结构面抗剪强度系数 R—岩石坚固系数（为岩石湿单轴抗压强度的百分之一）
• 结构面规模等级划分： • 按其对岩体力学行为所起控制作用，可划分为三个 等级，即贯通性宏观软弱面（A类）；显现结构面（B 类）和隐微结构面（C类）。 •
类型 主要特征 力学性质 代表性结构面 层面，软弱夹 层，断层面或 断层破碎带 A.贯通 连续性好，延伸方向确定，破坏岩体的连续性， 性宏观 通常具一定厚度与方向 构成岩体力学性质作 结构面 用边界，控制岩体变 形破坏方向，稳定性 计算的边界 B.显现 硬性结构面，随机断续分 结构面 布，延伸长度米级-数十 米，具有统计优势方位 C.隐微 短小闭合，长度从毫米级 结构面 至厘米级，随机分布可有 统计优势方位 破坏岩体的完整性， 使岩体力学性质具各 向异性特征，影响岩 体变形破坏方式 影响岩块的强度和变 形破坏特征
第一篇 区域稳定及岩体稳定分析的几个基本问题
1.1 基本概念及研究意义
• 岩体（ rock mass）通常指地质体中与工程建设有关的 那一部分岩石，它处于一定的地质环境、被各种结构面所分 割。岩体具有一定的结构特征，它由岩体中含有的不同类型 的结构面及其在空间的分布和组合状况所确定。
结构面是指岩体中具有一定方向、力学强度相对较低、两 向延伸（或具有一定厚度）的地质界面（或带）。如岩层层 面、软弱夹层、各种成因的断裂、裂隙等。由于这种界面中 断了岩体的连续性，故又称不连续面。 结构体：结构面在空间的分布和组合可将岩体切割成形状、 大小不同的块体，称结构体。
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构 节理（X型节理，张节理） 造 结 断层（正断层，逆断层，走滑断层） 构 面 层间错动带，羽状裂隙，破劈理。
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浅 部 浅 结 、 构 表 面 生 结 表 构 部 面 结 构 面
卸荷断裂 重力扩展变形破裂
卸荷裂隙 风化裂隙 风化夹层 泥化夹层 次生夹泥
各类原生和构 造裂隙，表生 破裂结构面 岩石的隐微裂 隙
• 结构面的形态：
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• 结构面的密集程度：
• 线密度（条/m）、结构面的间距 K=n/L K=1/M1+1/M2
结构面的连通性（连续性、延展性）
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工程地质之所以要将岩体的结构特征作为重要研究对象， 意义如下：
⑴岩体中的结构面是岩体不均一性和各向异性。只 有掌握岩体的结构特征，才有可能阐明岩体不同荷载下内 部的应力分布和应力状况。 ⑵岩体的结构特征对岩体在一定荷载条件下的变形破坏 方式和强度特征起着重要的控制作用。岩体中的软弱结构 面，常常成为决定岩体稳定性的控制面，各结构面分别为 确定坝肩岩体抗滑稳定的分割面和滑移控制面。
1.2 岩体结构特征及主要类型 1.2.1 结构面的主要类型及特征
结构面的成因分类：原生结构面、构造结构面及浅表生结构面 沉积结构面：层理，层面，软弱夹层，不整合面， 原 假整合面，古冲刷面等。 生 火成结构面：侵入体与围岩接触面，岩脉、岩墙接触面 结 喷出岩的流线、流面，冷凝节理 构 面 变质结构面：片理，片麻理，板劈理，片岩软弱夹层。