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1、第一章岩土体结构的工程地质研究第一章岩土体结构的工程地质研究本章主要内容：本章主要内容：本章主要内容：本章主要内容：? ?1.1 1.1 1.1 1.1 岩土体结构的基本概念及研究意义；岩土体结构的基本概念及研究意义；岩土体结构的基本概念及研究意义；岩土体结构的基本概念及研究意义；? ?1.2 1.2 1.2 1.2 岩体结构面的主要类型及其特征；岩体结构面的主要类型及其特征；岩体结构面的主要类型及其特征；岩体结构面的主要类型及其特征；? ?1.3 1.3 1.3 1.3 结构面的强度；结构面的强度；结构面的强度；结构面的强度；? ?1.4 1.4 1.4 1.4 岩体结构类型及岩体工程分类原
2、则；岩体结构类型及岩体工程分类原则；岩体结构类型及岩体工程分类原则；岩体结构类型及岩体工程分类原则；? ?1.5 1.5 1.5 1.5 土结构和构造的工程地质研究。土结构和构造的工程地质研究。土结构和构造的工程地质研究。土结构和构造的工程地质研究。1.1 1.1 1.1 1.1 基本概念及研究意义基本概念及研究意义基本概念及研究意义基本概念及研究意义1.1.1 1.1.1 1.1.1 1.1.1 基本概念基本概念基本概念基本概念? ?土：土：土：土：地表的岩石,经过风化、剥蚀成岩屑，又 经过搬运，沉积而成的沉积物，年代不长， 未经压紧硬结成岩之前，呈松散状态，称为 土，又称为第四纪沉积层地表
3、的岩石,经过风化、剥蚀成岩屑，又 经过搬运，沉积而成的沉积物，年代不长， 未经压紧硬结成岩之前，呈松散状态，称为 土，又称为第四纪沉积层。? ?岩石岩石岩石岩石（Rock）矿物、岩屑的集合体。（Rock）矿物、岩屑的集合体。? ?岩块岩块岩块岩块（Rock block 或 Rock）指不含显著结构面的（Rock block 或 Rock）指不含显著结构面的 岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元体岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元体。? ?岩体岩体岩体岩体（rockmassrockmassrockmassrockmass）通常通常通常是指地质历史过程中形成通常是指地质历史过程中形成 的，由岩块和结
4、构面网络组成的，具有一定的结构的，由岩块和结构面网络组成的，具有一定的结构 并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境 中的地质体中的地质体。? ?结构面结构面结构面结构面是指岩体中具有一定方向、力学强度相对较是指岩体中具有一定方向、力学强度相对较是指岩体中具有一定方向、力学强度相对较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（或低、两向延伸（或具有一定厚度）的地质界面（或低、两向延伸（或具有一定厚度）的地质界面（或低、两向延伸（或具有一定厚度）的地质界面（或 带）带）带）带）。如岩层层面、软弱夹层、各种成因的
5、断裂、。如岩层层面、软弱夹层、各种成因的断裂、。如岩层层面、软弱夹层、各种成因的断裂、。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，故又裂隙等。由于这种界面中断了岩体的连续性，故又裂隙等。由于这种界面中断了岩体的连续性，故又裂隙等。由于这种界面中断了岩体的连续性，故又 称称称称不连续面不连续面不连续面不连续面。? ?结构体结构体结构体结构体：结构面在空间的分布和组合可将岩体切割结构面在空间的分布和组合可将岩体切割结构面在空间的分布和组合可将岩体切割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，称结构体成形状、大小不同的块体，称结构体成形状、大
6、小不同的块体，称结构体成形状、大小不同的块体，称结构体。?结构体常见的形状结构体常见的形状:柱状、板状、楔形、菱形柱状、板状、楔形、菱形?形状不同，稳定性不同。形状不同，稳定性不同。结构体的形状示意图结构体的形状示意图岩体的工程地质特征岩体的工程地质特征岩体的工程地质特征岩体的工程地质特征： 岩体是复杂的地质体 岩体是复杂的地质体 形成过程复杂：地质历史的产物，经历多期 构造运动； 组成复杂：岩性、风化状态的多样性； 结构复杂：存在大量各种成因的结构面； 处于复杂的、变化的地质环境中。 形成过程复杂：地质历史的产物，经历多期 构造运动； 组成复杂：岩性、风化状态的多样性； 结构复杂：存在大量各
7、种成因的结构面； 处于复杂的、变化的地质环境中。 岩体的强度主要取决于结构面的强度 岩体的强度主要取决于结构面的强度 岩体的变形主要取决结构面的闭合、压缩、张裂 和剪切滑移， 岩体的变形主要取决结构面的闭合、压缩、张裂 和剪切滑移，岩体的破坏形式主要取决结构面的 组合形式岩体的破坏形式主要取决结构面的 组合形式 岩体中存在复杂的天然应力场、温度场和渗流场岩体中存在复杂的天然应力场、温度场和渗流场1.1.2 1.1.2 1.1.2 1.1.2 研究意义研究意义研究意义研究意义? ?工程地质之所以要将岩体的结构特征作为重工程地质之所以要将岩体的结构特征作为重工程地质之所以要将岩体的结构特征作为重工
8、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：要研究对象，意义如下：要研究对象，意义如下：要研究对象，意义如下：? ?岩体中的结构面是岩体力学强度相对薄弱岩体中的结构面是岩体力学强度相对薄弱岩体中的结构面是岩体力学强度相对薄弱岩体中的结构面是岩体力学强度相对薄弱 的部位，它导致岩体力学性能的不连续性、不均的部位，它导致岩体力学性能的不连续性、不均的部位，它导致岩体力学性能的不连续性、不均的部位，它导致岩体力学性能的不连续性、不均 一性和各向异性。一性和各向异性。一性和各向异性。一性和各向异性。? ?在一定荷载条件下，在一定荷载条件下，在一定荷载条件下，在一定荷载条件下，岩体的结构
9、特征对岩岩体的结构特征对岩岩体的结构特征对岩岩体的结构特征对岩 体的变形破坏方式和强度特征起着重要的控制作体的变形破坏方式和强度特征起着重要的控制作体的变形破坏方式和强度特征起着重要的控制作体的变形破坏方式和强度特征起着重要的控制作 用用用用。? ?靠近靠近靠近靠近地表的岩体，其结构特征在很大程度地表的岩体，其结构特征在很大程度地表的岩体，其结构特征在很大程度地表的岩体，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上确定了外营力对岩体的改造进程上确定了外营力对岩体的改造进程上确定了外营力对岩体的改造进程。这是由于结构。这是由于结构。这是由于结构。这是由于结构 面往往是风化、地下水等各种
10、外营力较活动的部位。面往往是风化、地下水等各种外营力较活动的部位。面往往是风化、地下水等各种外营力较活动的部位。面往往是风化、地下水等各种外营力较活动的部位。 总之，对岩体的结构特征的研究，是分析评价总之，对岩体的结构特征的研究，是分析评价总之，对岩体的结构特征的研究，是分析评价总之，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。区域稳定性和岩体稳定性的重要依据。区域稳定性和岩体稳定性的重要依据。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结构面最关键的是研究结构面最关键的是研究结构面最关键的是研究各类结构面的分布研究各类结构面的分布研究各类结构面的分布
11、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规律、发育密度、表面特征、连续特征以及它们的规律、发育密度、表面特征、连续特征以及它们的规律、发育密度、表面特征、连续特征以及它们的 空间组合形式等空间组合形式等空间组合形式等空间组合形式等。地质成因分类地质成因分类地质成因分类地质成因分类( ( ( (重点掌握重点掌握重点掌握重点掌握) ) ) )力学成因分类（简单了解）力学成因分类（简单了解）力学成因分类（简单了解）力学成因分类（简单了解） 一、结构面的地质成因分类：一、结构面的地质成因分类：一、结构面的地质成因分类：一、结构面的地质成因分类： 原生结构面原生结构面原生结构面
12、原生结构面： 成成成成 因因因因构造结构面构造结构面构造结构面构造结构面 分分分分 类类类类次生结构面（浅、表生结构面）次生结构面（浅、表生结构面）次生结构面（浅、表生结构面）次生结构面（浅、表生结构面）1.2 1.2 1.2 1.2 结构面的主要类型及其自然特征结构面的主要类型及其自然特征结构面的主要类型及其自然特征结构面的主要类型及其自然特征1.2.1 1.2.1 1.2.1 1.2.1 结构面的主要类型结构面的主要类型结构面的主要类型结构面的主要类型1.2.1.1 1.2.1.1 1.2.1.1 1.2.1.1 结构面的成因类型结构面的成因类型结构面的成因类型结构面的成因类型1 1 1
13、1、 原生结构面原生结构面原生结构面原生结构面定义：定义：定义：定义：指的是指的是指的是岩体在成岩过程中形成的结构面指的是岩体在成岩过程中形成的结构面。沉积结构面：沉积结构面：是沉积岩在沉积和成岩过程中形成的，有是沉积岩在沉积和成岩过程中形成的，有层理面、软弱夹层、沉积间断面和不整合面层理面、软弱夹层、沉积间断面和不整合面等。等。岩浆（火成）结构面：岩浆（火成）结构面：是岩浆侵入及冷凝过程中形成的结构面，包括岩浆岩体与围岩的是岩浆侵入及冷凝过程中形成的结构面，包括岩浆岩体与围岩的接触面、各期岩浆岩之间的接触面和原生冷凝节理接触面、各期岩浆岩之间的接触面和原生冷凝节理等。等。变质结构面：变质结构
14、面：在变质过程中形成，分为残留结构面和重结晶结构面，在变质过程中形成，分为残留结构面和重结晶结构面，像片理、片麻理像片理、片麻理。原生结构面原生结构面层面、软岩夹层（沉积结构面）层面、软岩夹层（沉积结构面）原生结构面原生结构面玄武岩柱状节理（岩浆结构面）玄武岩柱状节理（岩浆结构面）原生结构面原生结构面玄武岩柱状节理玄武岩柱状节理构构构构节理（节理（节理（节理（X X X X型节理，张节理）型节理，张节理）型节理，张节理）型节理，张节理） 造造造造 结结结结断层（正断层，逆断层，平移断层）断层（正断层，逆断层，平移断层）断层（正断层，逆断层，平移断层）断层（正断层，逆断层，平移断层） 构构构构
15、面面面面层间错动带，羽状裂隙，破劈理。层间错动带，羽状裂隙，破劈理。层间错动带，羽状裂隙，破劈理。层间错动带，羽状裂隙，破劈理。定义：是岩体形成后在构造应力作用下形成的各定义：是岩体形成后在构造应力作用下形成的各 种破裂面种破裂面，包括断层、节理、劈理和层间 错动面等。，包括断层、节理、劈理和层间 错动面等。2 2 2 2、 构造结构面构造结构面构造结构面构造结构面?构造结构面构造结构面区域性活动断裂区域性活动断裂构造结构面构造结构面 断层断层断层面断层面浅浅浅浅? ?部部部部卸荷断裂卸荷断裂卸荷断裂卸荷断裂? ?浅浅浅浅结结结结? ?、构构构构? ?表表表表面面面面重力扩展变形破裂重力扩展变
16、形破裂重力扩展变形破裂重力扩展变形破裂? ?生生生生? ?结结结结表表表表卸荷裂隙卸荷裂隙卸荷裂隙卸荷裂隙? ?构构构构部部部部风化裂隙风化裂隙风化裂隙风化裂隙? ?面面面面结结结结风化夹层风化夹层风化夹层风化夹层? ?构构构构泥化夹层泥化夹层泥化夹层泥化夹层? ?面面面面次生夹泥次生夹泥次生夹泥次生夹泥3 3 3 3、次生结构面（浅、表生结构面）、次生结构面（浅、表生结构面）、次生结构面（浅、表生结构面）、次生结构面（浅、表生结构面）定义：定义：定义：定义：指的是指的是指的是岩体形成后在外营力作用下产生的结构面指的是岩体形成后在外营力作用下产生的结构面。次生结构面次生结构面次生结构面次生结构面卸荷裂隙卸荷裂隙卸荷裂隙卸荷裂隙次生结构面次生结构面次生结构面次生结构面卸荷裂隙卸荷裂隙卸荷裂隙卸荷裂隙次生结构面次生结构
