工程地质学-第三章 岩体的工程地质性质与岩体分类-1-结构面特征与结构面类型

1）产状：结构面的产状常用走向、倾向和倾角三要素 表示。 2）连续性：结构面的连续性反映结构面的贯通程度， 常用线连续性系数、迹长和面连续性系数等表示。 3）密度：结构面的密度反映结构面发育的密集程度， 常用线密度、面密度和间距等指标表示Байду номын сангаас 4）张开度与填充胶结特征：结构面的张开度e是结构 面两壁面间的垂直距离（mm） 5）形态：结构面的形态对岩体的力学性质及水力学性 质存在明显的影响。 6）结构面的组合关系：控制着可能滑岩的岩体的几何 边界条件、形态、规模、滑动方向及滑移破坏类型， 它是工程岩体稳定性预测与评价的基础。
1)原生结构面：是岩体在成岩过程中形成的结构面，其特征与 岩体成因密切相关。因此，又可将其分为沉积结构面、岩浆结 构面和变质结构面三类。原生结构面除部分经风化卸荷作用裂 开外，多具有不同程度的连接力和较高的强度。 (1)沉积结构面
沉积岩的层理、层面、沉积间断面及沉积软弱夹层等都属 于沉积结构面。 (2)火成结构面
在岩体的强度性质中，最重要的是抗剪强度。
它是影响工程安全和造价的重要因素，在岩基抗滑稳 定、边坡岩体稳定和地下硐室围岩稳定性分析与近似 中，岩体的抗剪强度参数是必不可少的。
二、岩体的流变特征
蠕变：指在应力一定的条件下,变形随时间的持续而逐 渐增长的现象； 松弛：变形保持一定时，应力随时间的增长而逐渐减 小的现象。 长期强度：出现蠕变破坏的最低应力值
2.结构面的规格和等级 按结构面延伸长度、切割深度、破碎带宽度及其
力学效应，可将结构面划分为如下五级： Ⅰ级：指大断层或区域性断层。 Ⅱ级：指延伸长而宽度不大的区域性地质界面，如较 大的断层、层间错动、不整合面及原生软弱夹层等。 Ⅲ级：指长度为数十米至数百米的断层、区域性节理、 延伸较好的层面及层间错动等。 Ⅳ级：指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、小断层 及较发育的片理、剪理面等。其长度一般为数十米至 二三十米，宽度近于零至数厘米不等，是构成岩块的 边界面。 Ⅴ级：又称微结构面，指隐节理、微层面、微裂隙及 不发育的片理、劈理等，其规模小，连续性差，常包 括在岩块内，主要影响沿块的物理力学性质。
4. 软弱结构面 软弱结构面，就其物质组成及微观结构而言，主
要包括原生软弱夹层、构造及挤压破碎带、泥化夹层 及其它夹泥层等。它们实际上是岩体中具有一定厚度 的软弱带（层），与两侧岩体相比，具有高压缩性和 低强度等特征，在产状上多属缓倾角结构面。因此， 软弱结构面在工程岩体稳定性中具有很重要的意义， 往往控制着岩体的变形破坏机理和稳定性，其中，最 常见的危害较大的软弱结构面是泥化夹层。软弱夹层 是指在坚硬的层状岩层中夹有强度低、泥质或炭质含 量高、遇水易软化、延伸较广和厚度较薄的软弱岩层。
2)构造结构面：是岩体形成后在构造应力作用下形成 的各种破裂面，包括断层、节理、劈理和层间错动面 等。构造结构面，除被胶结者外，绝大部分都是开脱 的。
3)次生结构面：是岩体形成后在外营力作用下形成的 结构面，包括卸荷裂隙、风化裂隙、次生夹泥层和泥 化夹层卸荷及人类活动所形成的结构面等。风化裂隙 一般仅限于地表或地表以下数十米的风化带内，常沿 原生结构面和构造结构面叠加发育，使其性质进一步 恶化。
第三章 岩体的工程地质性质
一、岩体结构（面）特征及结构类型划分
岩体结构:是指岩体中结构面与结构体的排列组合特 征。岩体是由结构面和结构体两部分组成的。
结构面：指切割岩体的各种地质界面。 结构体：指被结构面所围限的岩块。 因此，岩体结构应包括两个要素或称结构单元，即结 构面和结构体，也就是说，不同的结构面与结构体以不同 方式排列组合，形成了不同的岩体结构类型。不同结构类 型的的岩体，其物理力学性质、力学效应及其稳定性都是 不同的。 1.结构面的成因类型 根据地质成因的不同，可将结构面分为原生结构面构 造结构面和次生结构面三类。
5.岩体的变形性质 岩体的力学性质，一方面取决于它的受力条件；
另一方面则受岩体的地质特征和赋存的环境条件的影响。 其影响因素主要包括：组成岩体的岩石变形与强度性质； 各种结构面的发育特征及其变形与强度性质；岩体的赋 存环境，尤其是天然应力及地下水的影响。其中，结构 面的影响是岩体力学性质不同于岩石的本质原因。
由于岩体中包含有大量的结构面，结构面中还往往有 各种充填物存在，因此，岩体在外力作用下的变形是岩 石变形、结构面闭合和充填物变形三者的总和，且在一 般情况下，结构面和充填物变形常起控制作用。
6.岩体的强度性质 岩体是由各种不同形态的岩块和结构面组成的
地质体。因此，其强度必然受到岩块、结构面及其组 合形式的控制。一般情况，岩体的强度即不等于岩块 的强度，也不等于结构面的强度，而是两者共同影响 表现出来的强度。但在某些情况下，可以近似用岩块 或结构面的强度来代替它。如岩体中结构面很不发育， 呈整体或完整结构，则其强度可视为与岩块强度相近 或相等。又如岩体是沿某一结构面整体滑移破坏，则 岩体的强度完全取决于该结构面的抗剪强度。在多数 情况下，岩体的强度介于岩块和结构面强度之间。
岩浆侵入、喷溢及冷凝过程中形成的结构面，如流层、冷 凝节理、侵入体与围岩的接触面及岩浆间歇喷溢所形成的软弱 接触面等。 (3)变质结构面
变质结构面可分为残留的变余结构面和变成的重结晶结构面 两种。前者为沉积岩浅变质所具有，层面仍保留，但在层面上 有绢云母、绿泥石等鳞片状矿物密集并呈定向排列。重结晶结 构面主要有片理和片麻理等。
在上述五级结构面中，Ⅰ、Ⅱ级结构面又称为软 弱结构面，Ⅲ级结构面多数也为软弱结构面，Ⅳ、Ⅴ 级结构面为硬性结构面。不同级别的结构面，对岩体 力学性质的影响及在工程岩体稳定中所起的作用是不 同的。 3.结构面的特征及其对岩体性质的影响
结构面对岩体力学性质的影响是不言而喻的，但 其影响的程度则主要取决于结构面的发育情况。如岩 性完全相同的两种岩体，由于其结构面的空间方位、 连续性、密度、形态、张开度及其组合关系等不同， 在外力作用下，这两种岩体将呈现出完全不同的力学 反应。