岩石与岩体的工程地质特征.ppt

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1、第七章第七章岩石与岩体的工程地质岩石与岩体的工程地质特征特征n7.1 7.1 概述概述n7.2 7.2 岩石的工程地质性质岩石的工程地质性质n7.3 7.3 岩体的工程地质性质岩体的工程地质性质n7.4 7.4 岩石与岩体的工程分类岩石与岩体的工程分类第七章第七章岩石与岩体的工程地质岩石与岩体的工程地质特征特征7.1 7.1 概述概述n岩石：由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集岩石：由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而成的自然结合体。而成的自然结合体。n岩体：在漫长的地质历史过程中，经受了各种地质作岩体：在漫长的地质历史过程中，经受了各种地质作用，并在地营力的长期作用下形成的、内部保

2、留了各用，并在地营力的长期作用下形成的、内部保留了各种各样的地质构造形迹的、具有一定工程尺度的自然种各样的地质构造形迹的、具有一定工程尺度的自然地质体。地质体。n其影响因素：岩石的矿物成分、结构构造、风化程度其影响因素：岩石的矿物成分、结构构造、风化程度n1 1岩石的物理性质岩石的物理性质(相对密度、重度、空隙率等）相对密度、重度、空隙率等）相对密度的大小取决于组成岩石的矿物相对密度及相对密度的大小取决于组成岩石的矿物相对密度及其在岩石中的相对含量，组成岩石的矿物相对密度其在岩石中的相对含量，组成岩石的矿物相对密度大、含量多大、含量多,则岩石的比重大。则岩石的比重大。对于同一种岩石对于同一种岩

3、石,若重度有差异若重度有差异,则重度大的结构致则重度大的结构致密、孔隙性小密、孔隙性小,强度和稳定性相对较高强度和稳定性相对较高；岩石中孔隙、裂隙发育程度变化很大岩石中孔隙、裂隙发育程度变化很大,其孔隙率的其孔隙率的变化也很大变化也很大。第七章第七章岩石与岩体的工程地质岩石与岩体的工程地质特征特征7.2 7.2 岩石的工程地质性质岩石的工程地质性质2 2岩石水理性质岩石水理性质(吸水性、透水性、软化性、抗冻性吸水性、透水性、软化性、抗冻性)吸吸水水率率：岩岩石石的的吸吸水水率率愈愈大大,则则水水对对岩岩石石的的侵侵蚀蚀、软软化化作作用用就就愈愈强强,岩石强度和稳定性受水作用的影响也就愈显著。岩

4、石强度和稳定性受水作用的影响也就愈显著。渗渗透透性性：岩岩石石的的透透水水性性大大小小,主主要要取取决决于于岩岩石石中中孔孔隙隙、裂裂隙隙的的大大小和连通情况。小和连通情况。（强透水、中等透水、弱透水、微透水）（强透水、中等透水、弱透水、微透水）软软化化性性：岩岩石石的的软软化化性性主主要要取取决决于于岩岩石石的的矿矿物物成成分分和和结结构构构构造造特特征征。岩岩石石中中粘粘土土矿矿物物含含量量高高、孔孔隙隙率率大大、吸吸水水率率高高,则则易易与与水水作用而软化作用而软化,使其强度和稳定性大大降低甚至丧失。使其强度和稳定性大大降低甚至丧失。抗抗冻冻性性：与与岩岩石石的的饱饱水水系系数数、软软化

5、化系系数数有有着着密密切切关关系系。一一般般是是饱饱水水系系数数愈愈小小,岩岩石石的的抗抗冻冻性性愈愈强强;易易于于软软化化的的岩岩石石,其其抗抗冻冻性性也也低。温度变化剧烈低。温度变化剧烈,岩石反复冻融岩石反复冻融,则降低岩石的抗冻能力。则降低岩石的抗冻能力。第七章第七章岩石与岩体的工程地质岩石与岩体的工程地质特征特征7.2 7.2 岩石的工程地质性质岩石的工程地质性质3 3岩石力学性质岩石力学性质(变形、强度变形、强度)变形：（弹性变形、塑性变形）变形：（弹性变形、塑性变形）变形指标：弹性模量、变形模量、泊松比变形指标：弹性模量、变形模量、泊松比第七章第七章岩石与岩体的工程地质岩石与岩体的

6、工程地质特征特征7.2 7.2 岩石的工程地质性质岩石的工程地质性质3 3岩石力学性质岩石力学性质(变形、强度变形、强度)强度：（抗压强度、抗剪强度、抗拉强度）强度：（抗压强度、抗剪强度、抗拉强度）第七章第七章岩石与岩体的工程地质岩石与岩体的工程地质特征特征7.2 7.2 岩石的工程地质性质岩石的工程地质性质5.5.影响岩石工程性质的因素（内因、外因）影响岩石工程性质的因素（内因、外因）（1 1）内因）内因矿物组成（石英岩矿物组成（石英岩石英，大理岩石英，大理岩方解石）方解石）结构结构 结晶类岩结晶类岩岩浆岩、变质岩、部分沉积岩岩浆岩、变质岩、部分沉积岩 胶结类岩胶结类岩沉积岩中的碎屑岩沉积岩

7、中的碎屑岩A A）结晶类岩）结晶类岩孔隙率小，吸水率小，比胶结类岩具有较高的强孔隙率小，吸水率小，比胶结类岩具有较高的强度和稳定性如同为花岗岩，粗粒花岗岩强度度和稳定性如同为花岗岩，粗粒花岗岩强度/层面层面 渗透系数（渗透系数（K K）：）：/层面层面 层面层面5.5.影响岩石工程性质的因素（内因、外因）影响岩石工程性质的因素（内因、外因）（2 2）外因）外因水的作用水的作用使岩石强度降低，但有时该过程可逆，干燥后，使岩石强度降低，但有时该过程可逆，干燥后，强度恢复。强度恢复。风化作用风化作用使岩石强度和稳定性降低，遭到破坏。使岩石强度和稳定性降低，遭到破坏。第七章第七章岩石与岩体的工程地质岩

8、石与岩体的工程地质特征特征7.2 7.2 岩石的工程地质性质岩石的工程地质性质岩体结构要素：结构面、结构体岩体结构要素：结构面、结构体 结构面类型：原生结构面结构面类型：原生结构面(沉积结构面、火成结构面、变质结构面沉积结构面、火成结构面、变质结构面)次生结构面次生结构面(风化裂隙、卸荷裂隙、泥化夹层风化裂隙、卸荷裂隙、泥化夹层)构造结构面构造结构面(劈理面、节理面、断层面劈理面、节理面、断层面)结构面的基本特征：结构面的基本特征：a a、规模、规模 I I级级控制区域稳定性控制区域稳定性 IIII级级控制山体和岩体稳定性控制山体和岩体稳定性 IIIIII级级控制工程岩体稳定性控制工程岩体稳定

9、性 IVIV级级控制工程岩体的物理力学性质及破坏方式控制工程岩体的物理力学性质及破坏方式 V V级级降低岩块的强度降低岩块的强度 b b、形态、形态(平直、波状、锯齿状、曲折平直、波状、锯齿状、曲折)c c、结合状态与充填物、结合状态与充填物(宽张、张开、微张、闭合型）宽张、张开、微张、闭合型）强度强度(砾质充填砂质充填泥质充填砾质充填砂质充填泥质充填)d d、连通性、连通性连通、非连通连通、非连通 e e、密集程度、密集程度密集、不密集密集、不密集第七章第七章岩石与岩体的工程地质岩石与岩体的工程地质特征特征7.3 7.3 岩体的工程地质性质岩体的工程地质性质软弱夹层与泥化夹层软弱夹层与泥化夹

10、层软弱夹层：岩体中那些性质软弱，有一定厚度的软弱结构面或软弱带。软弱夹层：岩体中那些性质软弱，有一定厚度的软弱结构面或软弱带。l软弱夹层的特点：高压缩性、低强度软弱夹层的特点：高压缩性、低强度l软弱夹层强度的影响因素：软弱夹层强度的影响因素：l（充填物的组成、结构特征、充填程度及厚度）（充填物的组成、结构特征、充填程度及厚度）泥化夹层：岩体中软弱岩层在层间错动与地下水的长期物理化学作用下所形泥化夹层：岩体中软弱岩层在层间错动与地下水的长期物理化学作用下所形成的结构疏松、颗粒多呈定向排列、粒间连接微弱的特殊软弱层，多发成的结构疏松、颗粒多呈定向排列、粒间连接微弱的特殊软弱层，多发生在上下相对坚硬

11、而中间相对软弱、刚柔相间的岩层组合条件下。生在上下相对坚硬而中间相对软弱、刚柔相间的岩层组合条件下。泥化夹层的特征：泥化夹层的特征：l 含水量接近或超过塑限，密度比原岩小；含水量接近或超过塑限，密度比原岩小；l 常具有一定的膨胀性；力学强度比原岩大大降低，压缩性较大；常具有一定的膨胀性；力学强度比原岩大大降低，压缩性较大；l 易产生渗透变形。易产生渗透变形。n2 2结构体结构体由各种成因结构面的组合构成由各种成因结构面的组合构成n（1 1）形状）形状n（2 2）大小：体积裂隙数、块度分类）大小：体积裂隙数、块度分类第七章第七章岩石与岩体的工程地质岩石与岩体的工程地质特征特征7.3 7.3 岩体

12、的工程地质性质岩体的工程地质性质n3 3岩体结构岩体结构n（1 1）概念：指岩体中结构面与结构体的组合方式。）概念：指岩体中结构面与结构体的组合方式。n（2 2）岩体结构分类及特征）岩体结构分类及特征n整体块状结构：整体块状结构：n层状结构：层状结构：n碎裂结构：碎裂结构：n散体结构：散体结构：n4.4.岩体的力学性质（见岩体力学）岩体的力学性质（见岩体力学）第七章第七章岩石与岩体的工程地质岩石与岩体的工程地质特征特征7.3 7.3 岩体的工程地质性质岩体的工程地质性质n3 3岩体结构岩体结构n（1 1）概念：指岩体中结构面与结构体的组合方式。）概念：指岩体中结构面与结构体的组合方式。n（2

13、2）岩体结构分类及特征）岩体结构分类及特征n整体块状结构：整体块状结构：n层状结构：层状结构：n碎裂结构：碎裂结构：n散体结构：散体结构：n4.4.岩体的力学性质（见岩体力学）岩体的力学性质（见岩体力学）第七章第七章岩石与岩体的工程地质岩石与岩体的工程地质特征特征7.3 7.3 岩体的工程地质性质岩体的工程地质性质岩体失稳的主要影响因素岩体失稳的主要影响因素n受区域地壳稳定性控制受区域地壳稳定性控制n受岩体的结构特征：变形特形、强度特性、水稳性等控制受岩体的结构特征：变形特形、强度特性、水稳性等控制n受岩体边界条件影响：即存在临空面和结构面组成的分离受岩体边界条件影响：即存在临空面和结构面组成

14、的分离体体n荷载的类型、大小和方向决定岩体的受力状态。荷载的类型、大小和方向决定岩体的受力状态。n荷载方向与滑动面方向一致荷载方向与滑动面方向一致不利于稳定不利于稳定n荷载方向与滑动面方向垂直荷载方向与滑动面方向垂直利于稳定利于稳定n工程类别影响到岩体稳定性工程类别影响到岩体稳定性n如高层建筑：除考虑垂直荷载外，还应考虑水平荷载影响如高层建筑：除考虑垂直荷载外，还应考虑水平荷载影响n堤坝：除考虑压缩变形外，还应考虑水压力的作用。堤坝：除考虑压缩变形外，还应考虑水压力的作用。n岩石坚硬程度定量分类定量分类第七章第七章岩石与岩体的工程地质岩石与岩体的工程地质特征特征7.4 7.4 岩石与岩体的工程

15、分类岩石与岩体的工程分类n岩石坚硬程度定性分类第七章第七章岩石与岩体的工程地质岩石与岩体的工程地质特征特征7.4 7.4 岩石与岩体的工程分类岩石与岩体的工程分类n岩体完整程度定量分类第七章第七章岩石与岩体的工程地质岩石与岩体的工程地质特征特征7.4 7.4 岩石与岩体的工程分类岩石与岩体的工程分类n岩体完整程度定性分类第七章第七章岩石与岩体的工程地质岩石与岩体的工程地质特征特征7.4 7.4 岩石与岩体的工程分类岩石与岩体的工程分类第七章第七章岩石与岩体的工程地质岩石与岩体的工程地质特征特征7.4 7.4 岩石与岩体的工程分类岩石与岩体的工程分类岩体基本质量等级分类：岩体基本质量等级分类：将岩石的坚硬程度和岩体的完整程度结合起来分类。将岩石的坚硬程度和岩体的完整程度结合起来分类。nRQD分类：好、较好、较差、差、极差第七章第七章岩石与岩体的工程地质岩石与岩体的工程地质特征特征7.4 7.4 岩石与岩体的工程分类岩石与岩体的工程分类