1、1 3岩体力学性质 岩石力学与工程 ROCKMECHANICSANDENGINEERING 岩体结构 ROCKMASSSTRUCTURE 3 3 1岩体结构 主要内容 1岩体结构要素2结构面类型3结构面分级及其特性4结构面状态5岩体结构类型 4 3 1 1岩体结构要素 5 3 1 2结构面 Structuralplane 类型 1 6 3 1 2结构面 Structuralplane 类型 2 7 3 1 2结构面 Structuralplane 类型 3 8 3 1 3结构面分级及其特性 1 9 3 1 3结构面分级及其特性 2 10 3 1 3结构面分级及其特性 3 11 3 1 3结构面
2、分级及其特性 4 12 3 1 3结构面分级及其特性 5 13 3 1 4结构面状态 1 结构面贯通类型和连续性a 贯通类型 非贯通性结构面 较短 不能贯通 岩块强度降低 变形增大 半贯通性结构面 有一定长度 不能贯通 岩块强度降低 变形增大 贯通性结构面 长度较长 连续好 贯通整个岩体 构成岩体边界 它对岩体有较大的影响 破坏常受这种结构面控制 14 b 连续性结构面的连续性反映结构面的贯通程度 线连续性系数K1 沿结构面延伸方向上 结构面各段长度之和与测线长度比值 K1 a a b 15 面连续性系数 面切割度 Xe 在岩体中沿结构面延展平面上 结构面各块面积之和 a与该断面面积A之比 X
3、e a A 16 岩体按切割度Xe的分类表 17 迹长 在岩体中沿结构面延展迹线的长度 国际岩石力学学会 ISRM 1978 建议 用结构面的迹长来描述和评价结构面的连续性 并制订了相应的分级标准 18 结构面的密集程度反映结构面发育的密集程度 裂隙度K 沿取样线方向单位长度上的结构面数量 设取样线长度为L 单位m 该长度内出现的结构面数量n 沿取样线方向结构面平均间距为d 则 K n L d 1 K L n 线密度Kd 若取样线垂直结构面 则裂隙度被称为线密度 间距d 同一组结构面法线方向上结构面平均距离 Kd n L d 1 Kd L n 2 结构面密集程度 19 按结构面间距d的分级表
4、20 多组结构面裂隙度K的计算 Ka 1 max cos a da Kb 1 mbx cos b db Kn 1 mnx cos n dnK Ka Kb Kn 结构面按裂隙度K分类 k 0 1为疏节理 k 1 10为密节理 k 10 100为非常密集节理 k 100 1000为压碎 糜棱化 21 裂隙度K与的线密度Kd关系 假设测线OC是水平布置的 且与结构面法线OA在水平面上的投影线OB的夹角为 结构面的倾角为 则 体切割度Xv 面切割度Xe与裂隙度K的乘积 表示一组结构面对岩体的切割程度 Xv K Xe 22 3 结构面产状 要素 走向 倾向 倾角 与主应力之间的关系 控制岩体的破坏机理与
5、强度 23 4 结构面形态 要素 起伏形态 起伏角 粗糙度 对岩体的力学性质和剪切强度有影响 起伏角 i arctan 2h L 24 粗糙度系数 JRC jointroughnesscoefficent 巴顿 Barton 1977 提出 粗糙度标准及粗糙系数挪威岩土工程研究所 NorwegianGeotechnicalIinsitute 25 5 结构面张开度 张开度 结构面两壁间的垂直距离 点接触 起伏 锯齿的凸起点 粘聚力降低 张开 强度决定于充填物 结构面按张开度分级 26 6 结构面的胶结充填物 a 胶结充填物成分对结构面力学性质的影响 铁硅质胶结强度高 钙质胶结强度较差 黏土 泥质胶结强度最差 b 胶结充填物厚度对结构面力学性质的影响 薄膜充填 厚度小于1mm 应力矿物 强度明显降低 端续充填 厚度小于起伏 强度与充填物和结构面有关 连续充填 厚度稍大于起伏 强度取决于充填物 后层充填 厚度远大于起伏 强度取决于充填物 易滑移 27 3 1 5岩体结构类型 1 28 3 1 5岩体结构类型 2 29 3 1 5岩体结构类型 3 30 3 1 5岩体结构类型 4 31 3 1 5岩体结构类型 5 32 结束语
