结构面、层理、节理、片理、断层介绍
岩石力学
概念题：1.岩石力学：是研究岩石的力学性状和岩石对各种物理环境的力场产生效应的一门理论科学，是力学的一个分支，同时也是一门应用科学。
2.岩石：由各种造岩矿物或岩屑在地质作用下按一定规律组合而形成的各种矿物颗粒的集合体，是组成地壳的基本物质。
3.岩体：岩石和各种结构面（分界面、不连续面，如节理、片理、断层、不整合面、裂隙）在一定工程范围内的统一自然地质体。
4.结构面：指岩体中存在的各种不同成因和不同特性的地质界面，包括物质的分界面、不连续面，如节理、片理、断层、不整合面。
5.岩石结构：岩石中矿物颗粒的大小、形状、表面特征、颗粒相互关系、胶结类型特征等。
6.岩石构造：指岩石中不同矿物集合体之间及其与其他组成部分之间在空间的排列方式及充填形式。
7.渗透系数（K ）：是表征岩石透水性的重要指标，其大小取决于岩石中孔隙的大小、数量、方向、相互贯通情况。
8.软化系数（K B ）：为岩石试件的饱和抗压强度σ cw 与干抗压强度σc 的比值。
9.弹性模量：在单向压缩条件下，弹性变形范围内试件轴向应力与轴向应变之比，即E=εσ10.变形模量：指岩石在单轴压缩试验条件下，轴向应力与轴向总应变之比E=εεσεσpe+=11.泊松比：横向应变（εεyx=）与轴向应变（εz）之比称为泊松比12.抗压强度：是指岩石试件在无侧隙条件下，受轴向压力作用至破坏时，单位横截面积上所承受的最大压应力，一般简称抗压强度。
13.抗拉强度：岩石在单轴拉伸荷载作用下达到破坏时所承受的最大拉应力，称为岩石的单轴抗拉强度，一般简称抗拉强度。
14.抗剪强度：岩石在剪切荷载作用下抵抗剪切破坏的最大剪应力称为岩石抗剪切强度，简称抗剪强度。
15.流变性：是指介质在外力不变条件下，应力或应变随时间而变化的性质。
16.蠕变：是指介质在大小和方向均不改变的外力作用下，其变形随时间的变化而增大的现象。
17.准岩体强度：由完整岩石试件的强度和岩体完整性系数K 的乘积确定。
第3章岩石结构面、力学性质岩体力学
岩石力学
3.3.1.2 结构面的连续性 结构面的连续性又称为结构面的延展性或贯通性，常用
迹长、线连续性系数和面连续性系数表示。 （1）迹长 结构面与勘测面交线的长度，称为迹长。 国际岩石力学学会(ISRM，1978年) 制订的分级标准(见
3.2.2 岩体结构的类型
在《岩土工程勘察规范（GB 50021-2001）》中，将岩体 结构划分为5大类（见下表）。
岩石力学
岩体结 构
类型 整体状
结构
块状结 构
层状结 构
岩体地质 类型
巨块状 岩浆岩和 变质岩
厚层状 沉积岩， 块状岩浆 岩和变质 岩 多韵律 薄层、中 厚层状沉 积岩，副
结构体 形状
岩石力学
3.1 概述
工程涉及的实际岩体与实验室内测试的岩石试件的力学 性能有着很大的差别，引起这种差别的主要因素有：
（1）岩体的非连续性； （2）岩体的非均质性； （3）岩体的各向异性； （4）岩体的含水性等。 其中最关键的因素是岩体的非连续性。
岩石力学
结构面（亦称弱面）：岩体内存在的各种地质界面，
巨块状
块状 柱状
层状 板状
结构面发育情况
以层面和原生、 构造节理为主， 多呈闭合型，间 距大于1.5m，一 般为1~2组，无 危险结构
有少量贯穿性节 理裂隙，结构面 间距0.7~1.5m， 一般为2~3组， 有少量分离体
有层理、片理、 节理，常有层间 错动
岩土工程特 征
岩体稳定， 可视为均质 弹性各项同 性体
岩石力学
当试件沿结构面发生剪切破坏时，作用在结构面上的应力有：
T A
P cos
结构面的力学性质
1 K a max ,
Kb
1 m bx
,K n
1 m nx
,
K越大,结构面越密集。不同测线上得K值差别越大,岩体各向异 性越明显。按K得大小,可将节理分成:疏节理(K=0～1 m-1);密节 理(K=1～10 m-1);非常密集节理(K=10～100 m-1);压碎或糜棱 化带(K=100～1000 m-1);
2、按结构面按受力条件可分为
A、压性结构面:由压应力挤压而成,其走向与最大主应 力方向垂直。如片理面、褶皱轴面、压性节理面等。
B、张性结构面:在拉应力作用下产生得结构面,其走向 与最大主应力方向一致。结构面就是张开得,结构面 壁粗糙。如张断裂面、张性节理面。
C、扭性结构面:由纯剪或压张应力引起得剪应力所形 成得结构面,结构面壁较光滑,开口或闭口都有可能,往 往成对出现。如x型断层面,x型节理面。
伏程度大,粗糙度高时,其抗滑力就大。
3、结构面得延展尺度:在工程岩体范围力,延展度大得结
构面控制着岩体得强度。结构面延展情况不同,其力学效 应也不同。
(1)非贯通性结构面
(2)半贯通性结构面
(3)贯通性结构面
五、结构面得状态
4、结构面得密集程度:指岩体中各种结构面得发育程度。衡 量密集度得指标为岩体裂隙度K和切割度Xe。
(3)次生结构面
在地表条件下,由于外力(如风化、地下水、卸荷、爆破等) 得作用而形成得各种界面,如卸荷裂隙、爆破裂隙、风化裂隙、 风化夹层及泥化夹层等、
卸荷裂隙一般发生在岩体有临空面条件得地区,特别就是在 深切河谷处,延展性不好,常在地表20～40m内发育,裂隙面粗 糙不平,常为张开型,充填物多为泥质碎屑、
因此,常构成岩体得主要滑动面。 厚层充填:充填厚度较大,一般几十厘米至数米,构成软弱带,如断层泥。有
节理、构造、断层
2、破劈理：是岩石中平行密集，并将岩石切割成薄片状的细微裂隙。它是岩石受剪切作用形成的，与岩石中矿物的定向排列无关。因此，破劈理沿着最大剪切应力方向发育，其间距一般为几毫米～几厘米，大多发育在硬脆岩石间的软弱岩石中或硬脆的薄层岩石中。破劈理与剪节理的区别在于其密集性，其间没有明显的界限。破劈理的基本特征是劈理面平直光滑，近于平行，延伸稳定，密集成带。
在野外，劈理的识别可从以下几个方面进行：
1、切穿不同成分、颜色、粒度岩层的面，可能是劈理面。
2、劈理在不同岩性的岩层中分布的频度与层面交角可能不同，甚至出现转折或弯曲。
3、切穿岩层的夹层、透镜体、排列方向密集的破裂面，可能是劈理面。
4、单个的劈理面一般延伸不远。
三、断层
（一）概念
岩层或岩体在构造运动影响下发生破裂，若破裂面两侧岩体沿破裂面发生了明显的相对位移，这种构造就称为断层。
剪节理的裂口是闭合的，节理面平直而光滑，常见有滑动擦痕和磨光镜面；
剪节理的产状稳定，沿其走向和倾向可延伸很远；
在砾岩或砂岩中发育的剪节理常切砾石、砂粒、结核和岩脉，而不改变其方向；
剪节理的发育密度较大，节理间距小而且具有等间距性，在软弱薄层岩石中常常密集成带出现。
张节理
剪节理
3、按节理与岩层走向关系分类
斜断层：断层走向与褶皱轴向或区域构造线方向斜交的断层。
3、按断层力学性质分类
压性断层：由压应力作用形成，其走向垂直于主压应力方向，多呈逆断层形式，断面为舒缓波状，断裂带宽大、常有断层角砾岩。
张性断层：在张应力作用下形成，其走向垂直于张应力方向，常为正断层，断层面粗糙，多呈锯齿状。
扭性断层：在剪应力作用下形成，与主压应力方向交角小于45。，常成对出现。断层面平直光滑，常有擦痕出现。
结构面、层理、节理、片理、断层介绍
结构⾯、层理、节理、⽚理、断层介绍层理层理（stratification）在岩⽯形成过程中产⽣的，由物质成分、颗粒⼤⼩、颜⾊、结构构造等的差异⽽表现出的岩⽯成层构造。
⼀般厚⼏厘⽶⾄⼏⽶，其横向延伸可以是⼏厘⽶⾄数千⽶。
常见于⼤多数沉积岩和⼀些⽕⼭岩中，是研究地质构造变形及其历史的重要参考⾯。
岩⽯层之间的分割⾯称为层理⾯。
沉积岩层的原始产状多是趋于⽔平的，后来的构造运动可以使其倾斜、直⽴、弯曲甚⾄发⽣破裂，形成褶皱、节理、断层、劈理等构造形态。
层理有两种重要的类型：①粒级层理。
⼜称递变层理或粒序层理，其特点是成岩物质颗粒粒度由底⾄顶逐渐变细，其间⽆明显界线。
但是在两个相邻的粒序层之间在粒度或成分上有明显的不同。
②斜层理。
⼜称交错层理，其特点是细层理⼤致规则地与层间的分隔⾯（主层理）呈斜交的关系，上部与主层理截交，下部与主层理相切。
可以利⽤斜层理的倾向了解沉积物的来源⽅向。
沉积岩中的层理的形成可能是沉积物结构和成分的变化或者沉积间歇、沉积季节的变化所致。
⽕⼭碎屑物在其爆发和降落过程中，由于重⼒、颗粒⼤⼩和风的影响，成岩时也会形成具有分选性的层理。
如果⽕⼭碎屑物落在湖泊或海洋中，则可形成类似于沉积岩的层理。
⽔平层理是由平直且与层⾯平⾏的⼀系列细层组成的层理。
它是在⽐较稳定的⽔动⼒条件下（如河流的堤岸带、闭塞海湾、海和湖的深⽔带），从悬浮或溶液中缓慢沉积⽽成的。
平⾏层理主要产于砂岩中，在外貌上与⽔平层理极相似，是在较强的⽔动⼒条件下，⾼流态中由平坦的床沙迁移、在床⾯上连续滚动的沙粒产⽣粗细分离⽽显出的⽔平细层，沿层理⾯易剥开，在剥开⾯上可见到剥离线理构造，平⾏层理⼀般出现在急流及能量⾼的环境，如河流、海滩等环境中，常与⼤型交错层理、底冲刷相伴⽣。
单斜层理是由⼀系列与层⾯斜交的细层组成的层理。
细层的层理向同⼀⽅向倾斜并⼤致平⾏。
它与上下层⾯斜交，上下层⾯互相平⾏。
它是由单向⽔流所造成的，多见于河床或滨海三⾓洲沉积中。
隧道围岩分级
铁路隧道围岩分级一、铁路隧道围岩分级类型根据《铁路隧道工程施工技术指南》铁路隧道围岩分级判定的内容将不同岩石性质和岩体结构的隧道围岩分为Ⅰ～Ⅵ六个基本级别。
铁路隧道围岩分级表注：表中“围岩级别”和“围岩主要工程地质条件”栏，不包括膨胀性围岩、多年冻土等特殊岩土。
二、围岩级别判定的一般步骤1、收集整理隧道场地的区域地质资料，分析研究设计图纸上详细的地勘报告，明确隧区主要的岩层、岩性、岩体构造、不良地质以及水文地质条件。
特别是要详细研究不良构造体和不良地质作用对隧道区围岩的岩石强度、岩体完整性的影响。
从整体上把握该区域工程地质条件。
2、按照编制的实施性超前地质预报组织进行隧道掌子面前方地质预测预报，并根据真实的预报结论分析判断掌子面前方的围岩情况。
一方面根据预报结论初步判断围岩基本分级的级别，并将其与设计时提供的围岩分级进行比对，另一方面作为围岩级别和支护方案变更的依据之一。
3、实时记录掌子面地质素描表和围岩级别判定卡中的内容，特别是要客观填写掌子面围岩的岩性指标、岩体完整性情况和地下水状况，这些指标均是作为围岩基本分级的理论依据。
如果难以明确围岩的地质条件，可通过实验和理论计算来确定围岩的各项力学性能和构造特点，来加以判断围岩级别。
4、根据得出的围岩岩性特征、构造特征以及其它相关资料并按照隧道围岩分级的标准进行围岩级别的判定。
三、围岩判定主要依据1、岩石的坚硬程度①从定性划分硬质岩包括坚硬岩和较硬岩，软质岩包括较软岩、软岩和及软岩。
坚硬岩:锤击声清脆，有回弹，震手，难击碎，基本无吸水反应。
代表性岩石如未风化～微风化花岗岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、片麻岩、石英岩、石英砂岩、硅质砾岩、硅质石灰岩等。
较硬岩:锤击声较清脆，有轻微回弹，稍震手，较难击碎，有轻微吸水反应。
代表性岩石有1、微风化的坚硬岩石；2、未风化的大理岩、板岩、石灰岩、白云岩、钙质砂岩等。
较软岩:锤击声不清脆，无回弹，轻易击碎，浸水后指甲可刻出印痕。
地质名词解释答案
答案1一．工程地质学p1工程地质学是地质学的一个分支，是研究与工程建设有关地质问题的学科，发展至今工程地质学已经成为一门独立的学科。
二．矿物和岩石1.矿物：矿物是天然生成的，具有一定物理性质和化学成分的物质，是组成地壳的基本物质单位。
2.岩石：矿物在地壳中按一定的规律共生组合在一起，形成由一种或几种矿物组成的天然集合体。
3.层理：是指一个岩层中，大小，形状，成分和颜色不同的层交替时显示出来的纹理。
4.岩层：在地质特性上与相邻层不同的沉积层称为一个岩层。
岩层可以是一个单层，也可以是一个组层。
5.片理：岩石中矿物呈定向排列的构造称片理构造。
它是大多数变质岩区别于岩浆岩和沉积岩的重要特征。
三．地质构造1.地质构造：构造运动引起的地壳岩石变形和变位，这种变形、变位被保留下来的形态被称为地质构造。
常见的地质构造有三种类型：倾斜岩层，褶皱和断裂。
2.岩层产状：岩层的空间分布状态被称为岩层产状。
可分为水平岩层，倾斜岩层和直立岩层。
3.褶曲：在构造运动作用下，岩层产生的连续弯曲变形形态，被称为褶皱构造。
4.节理：节理是指岩层受力断开后，断裂面两侧岩层沿断裂面没有明显的相对位移的断裂的构造。
5.断层：断层是指岩层受力断开后，断裂面两侧岩层沿断裂面有明显的相对位移的断裂的构造。
6.地层：地史学中，将各个地质历史时期形成的岩石，称为该时代的地层。
7.地质图：地质图是把一个地区的各种地质现象，如地层、地质构造等，按一定比例缩小，用规定的符号、颜色和各种花纹、线条表示在地形图上的一种图件。
8.岩石结构：岩石颗粒形态特征及其相互关系。
四．水的地质作用1.河流（谷）阶地：河谷内河流侵蚀或沉积作用形成的阶梯状地形称阶地或台地。
2.隔水层：不能透水（或透水性很弱）且不能给重力水的岩土层。
3.含水层：能透水且含有重力水的岩土层。
4.残积层：经淋滤作用后，残留在原地的松散破碎物质称残积层。
5.地下水的硬度是指水中所含钙、镁离子的数量。
[整理版]浅析岩体结构面成因及分类
![[整理版]浅析岩体结构面成因及分类](https://img.taocdn.com/s3/m/272273c481eb6294dd88d0d233d4b14e85243e16.png)
浅析岩体结构面成因及分类摘要：近几年，自然灾害在我国频繁发生，岩体失稳严重威胁人类的生命财产安全。
首先，岩体失稳具有不可预测性，与滑坡不同，失稳前没有明显的变形迹象；其次，由于岩体内部结构面的复杂性，肉眼未能预测可能失稳的岩块体规模。
因此，为防治岩体对人类造成不必要的伤害，岩体结构的研究成为最重要的课题。
关键词：岩体结构面原生结构面次生结构面岩浆岩沉积岩变质岩劈理节理断层岩体是指在漫长的地质历史过程中，各种造岩矿物经成岩作用、构造作用、以及后来的天然或人工改造作用，逐渐形成了目前我们工程建设中所必须面对的各式岩体。
岩体中的结构面总体可划分为两类：一类为原生结构面，是在成岩过程中形成的；另一类为次生结构面，是在后期的构造作用及次生改造作用中形成的。
本章主要从系统工程地质学的角度，对岩体中的结构面进行宏观分析，并大致分析各类结构面的形态特征。
1原生结构面原生结构面是指在岩石成岩过程中形成的结构面。
不同成因的岩石，其内原生结构面形态、特征差异较大。
岩石按成因可划分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类，下面分别论述各类岩石中原生结构面的成因、形态、力学特性。
1.1岩浆岩中的原生结构面岩浆岩是由岩浆冷凝固结而形成的岩石。
存在流线与流面构造。
流线构造是指在成岩过程中，岩浆中的柱状矿物、长形俘虏体、析离体等的长轴方向呈定向排列；流线的延长方向反映了岩浆的流动方向。
流面构造是指岩浆岩中的片状矿物、扁平俘虏体、析离体等呈平行排列；流面一般平行于岩体的接触面。
流线、流面的形成，是由于岩浆流动时不同部位速度有差异所导致的。
岩浆岩中的流面类似于沉积岩中的层理，是岩浆岩中主要的原生结构面。
岩浆岩内也存在原生节理。
原生节理一般产生于岩浆岩成岩的最后阶段。
依据原生节理与流面的关系，可将岩浆岩中的原生节理划分为层节理、横节理和纵节理三类。
其中层节理又称为L节理，平行于流面方向，常较平滑，可有一些岩脉或矿脉充填；横节理又称为Q节理，与流线方向垂直，常直而长，节理面粗糙，多被岩脉或矿脉充填；纵节理又称为S节理，平行于流线，一般没有岩脉或矿脉充填。