2022/10/26廣東工業(yè)大大學(xué)巖土工工程研究所所1工程地質(zhì)李子生二零一四年年九月EngineeringGeology2022/10/26廣東工業(yè)大大學(xué)巖土工工程研究所所2第7章巖體體結(jié)構(gòu)及其其穩(wěn)定性一、概念1、巖體(rockmass)：包含巖石(rock)和結(jié)構(gòu)弱面(weakstructuralplane)。（1）特點(diǎn)：①不連續(xù)——受構(gòu)造切割割、孔隙等等影響；②非均質(zhì)——各類礦物、、巖石組合合；③各向異性——構(gòu)造、非均均質(zhì)造成。。2022/10/26廣東工業(yè)大大學(xué)巖土工工程研究所所3巖體與巖石石的區(qū)別（2）巖體與巖石石的區(qū)別：①范圍大；；②強(qiáng)度、穩(wěn)穩(wěn)定性低。。2022/10/26廣東東工工業(yè)業(yè)大大學(xué)學(xué)巖巖土土工工程程研研究究所所4巖體體穩(wěn)穩(wěn)定定及及其其分分析析2、巖巖體體穩(wěn)穩(wěn)定定：指在在一定定時(shí)時(shí)間間內(nèi)內(nèi)、、一一定定條條件件（自自然然、、人人為為））下下巖巖體體不不產(chǎn)產(chǎn)生生破壞壞性性剪剪切切滑滑移移、、塑塑性性變變形形和和張張裂裂破破壞壞。3、巖體體穩(wěn)穩(wěn)定定性性分分析析：包包括括———⑴結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析；；⑵⑵力力學(xué)學(xué)分分析析；；⑶⑶類類比比分分析析一般般需需將將三三種種分分析析方方法法進(jìn)進(jìn)行行相相互互補(bǔ)補(bǔ)充充、、驗(yàn)驗(yàn)證證，，作作出出綜綜合合評(píng)評(píng)價(jià)價(jià)。。2022/10/26廣東東工工業(yè)業(yè)大大學(xué)學(xué)巖巖土土工工程程研研究究所所5二、、巖巖體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)㈠概念念巖體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)是是指指巖巖體體中中①結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)面面(structuralplane)和②②結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體(structuralblock)的組組合合特特征征，即結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)面面的的發(fā)發(fā)育育程程度度、、組組合合形形式式；；結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體的的大大小小、、幾幾何何形形式式和和排排列列。。①結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)面面———巖體體中中各各種種地地質(zhì)質(zhì)界界面面，，如如：：層層面面、、裂裂隙隙面面、、斷斷層層面面、、不不整整合合面面等等。。巖巖體體多多沿沿結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)面面發(fā)發(fā)生生破破壞壞。。②結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體———由結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)面面切切割割而而成成的的單單個(gè)個(gè)塊塊體體。。2022/10/26廣東東工工業(yè)業(yè)大大學(xué)學(xué)巖巖土土工工程程研研究究所所6㈡結(jié)構(gòu)構(gòu)面面1、成成因因類類型型：⑴沉沉積積結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)面面———沉積積、、成成巖巖過過程程中中形形成成，，包包括括層理理、、層層面面、、軟軟弱弱夾夾層層(weakintercalatedlayer)和不整整合合面面等。。其中中軟弱弱夾夾層層對(duì)巖巖體體穩(wěn)穩(wěn)定定性性影影響響比比較較大大，容易易造造成成滑滑坡坡等等工工程程事事故故。軟軟弱弱夾夾層層的的產(chǎn)產(chǎn)狀狀與與巖巖層層產(chǎn)產(chǎn)狀狀一一致致。2022/10/26廣東東工工業(yè)業(yè)大大學(xué)學(xué)巖巖土土工工程程研研究究所所7軟弱弱夾夾層層分分類類按成成因因分分為為：①在在陸陸相相沉沉積積間間斷斷的的不不整整合合面面處處形形成成軟軟弱弱夾夾層層；；②在在火火山山噴噴發(fā)發(fā)間間歇歇期期形形成成的的風(fēng)風(fēng)化化軟軟弱弱夾夾層層；；③原原生生夾夾層層。。其中①、、②兩種種軟弱夾夾層通常常含泥質(zhì)物物質(zhì)，松散。。形成良良好的地下水通通道，夾層的水水穩(wěn)定性性差，易易軟化、、泥化，，強(qiáng)度和和穩(wěn)定性性差。2022/10/26廣東工業(yè)業(yè)大學(xué)巖巖土工程程研究所所8⑵火成結(jié)構(gòu)構(gòu)面⑵火成結(jié)構(gòu)構(gòu)面——在巖漿活活動(dòng)中形形成，包包括：①侵入接接觸面——與圍巖膠膠結(jié)不良良，有變變質(zhì)物質(zhì)質(zhì)。②冷凝裂裂隙——張性裂隙隙面，粗粗糙。2022/10/26廣東工業(yè)業(yè)大學(xué)巖巖土工程程研究所所9⑶變質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)面⑶變質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)面——變質(zhì)作用用形成。。包括：：①片理——沿片理面面片狀礦礦物富集集，巖體體強(qiáng)度↓↓②片巖軟軟弱夾層層——薄層云母母片巖、、綠泥石石片巖等等，片理理發(fā)育、、巖性軟軟弱、礦礦物易風(fēng)風(fēng)化。對(duì)邊坡、、地下工工程穩(wěn)定定造成影影響。2022/10/26廣東工業(yè)業(yè)大學(xué)巖巖土工程程研究所所10⑷構(gòu)造結(jié)構(gòu)構(gòu)面⑷構(gòu)造結(jié)構(gòu)構(gòu)面——構(gòu)造作用用形成，，規(guī)模大大，對(duì)巖巖體穩(wěn)定定性影響響很大。。包括：①節(jié)理②斷層－－產(chǎn)狀受構(gòu)構(gòu)造應(yīng)力力場(chǎng)控制制。③層間錯(cuò)錯(cuò)動(dòng)面——與巖層一一致，破破碎，含含泥質(zhì)。。2022/10/26廣東工業(yè)業(yè)大學(xué)巖巖土工程程研究所所11⑸次生結(jié)構(gòu)構(gòu)面⑸次生結(jié)構(gòu)構(gòu)面——巖體受卸卸荷、風(fēng)風(fēng)化、地地下水等等次生作作用形成成。次生生結(jié)構(gòu)面面易造成成邊坡巖巖體破壞壞。次生結(jié)構(gòu)構(gòu)面包括括：①卸荷裂裂隙——巖體受河河流切割割、開挖挖等形成成臨空面面，應(yīng)力力釋放等等作用引引起，張張裂。2022/10/26廣東工工業(yè)大大學(xué)巖巖土工工程研研究所所12⑸次生結(jié)結(jié)構(gòu)面面②風(fēng)化裂裂隙——表層風(fēng)風(fēng)化帶帶，裂裂隙產(chǎn)產(chǎn)狀無無規(guī)律律，短短小密密集。。③風(fēng)化化夾層層——沿原結(jié)結(jié)構(gòu)面面發(fā)育育形成成，延延深比比風(fēng)化化裂隙隙大，，產(chǎn)狀狀受原原結(jié)構(gòu)構(gòu)面控控制。。風(fēng)化化夾層層多呈呈松散散、破破碎狀狀，含含泥質(zhì)質(zhì)，水水穩(wěn)定定性差差。如如斷層層風(fēng)化化、巖巖脈風(fēng)風(fēng)化、、夾層層風(fēng)化化等。。2022/10/26廣東工工業(yè)大大學(xué)巖巖土工工程研研究所所13⑸次生結(jié)結(jié)構(gòu)面面④泥化夾夾層——地下水水作用用，使使原軟軟弱夾夾層（（粘土土巖、、泥灰灰?guī)r、、頁巖巖等））泥化化，產(chǎn)產(chǎn)狀與與巖層層一致致。⑤次生生夾泥泥層——地下水水作用用產(chǎn)生生次生生夾泥泥，沿沿原結(jié)結(jié)構(gòu)面面（層層面、、裂隙隙、斷斷層））形成成，受受原結(jié)結(jié)構(gòu)面面控制制，結(jié)結(jié)構(gòu)面面強(qiáng)度度低。。2022/10/26廣東工業(yè)大大學(xué)巖土工工程研究所所142、結(jié)構(gòu)面的的主要特征征⑴結(jié)構(gòu)面的發(fā)發(fā)展歷史：構(gòu)造、次生生作用影響響比較大。。如：軟弱夾層受受構(gòu)造錯(cuò)動(dòng)動(dòng)→層間破破碎夾層，，其性質(zhì)↓↓；層間錯(cuò)錯(cuò)動(dòng)面上次次生泥化→→其性質(zhì)↓↓↓⑵結(jié)構(gòu)面的的物質(zhì)組成成：含有松散、、粘土類礦礦物，其抗抗剪強(qiáng)度低低，對(duì)巖體體穩(wěn)定性影影響大。2022/10/26廣東工業(yè)大大學(xué)巖土工工程研究所所152、結(jié)構(gòu)面的的主要特征征⑶結(jié)構(gòu)面的延延展性：結(jié)構(gòu)面延展展長(zhǎng)、規(guī)模模大，則對(duì)對(duì)其穩(wěn)定性性影響大。。⑷結(jié)構(gòu)面的的張開程度度、充填膠膠結(jié)情況：張節(jié)理為為次生充充填物、、地下水水活動(dòng)提提供條件件，其抗抗剪強(qiáng)度度低，對(duì)對(duì)斜坡、、隧道圍圍巖穩(wěn)定定性影響響大。粘土、滑滑膩性礦礦物（如如滑石、、云母、、綠泥石石等）充充填物抗抗剪強(qiáng)度度很低，，但若膠膠結(jié)時(shí)則則其抗剪剪強(qiáng)度提提高。2022/10/26廣東工業(yè)業(yè)大學(xué)巖巖土工程程研究所所162、結(jié)構(gòu)面面的主要要特征⑸結(jié)構(gòu)面的的密集程程度：結(jié)構(gòu)面的的密集程程度高，，則其穩(wěn)穩(wěn)定性低低。⑹結(jié)構(gòu)面面的平整整、光滑滑程度：結(jié)構(gòu)面越越平整、、光滑，，則其穩(wěn)穩(wěn)定性越越低。結(jié)構(gòu)面的的類型及及其特征征見表7－5。2022/10/26廣東工業(yè)業(yè)大學(xué)巖巖土工程程研究所所172022/10/26廣東工業(yè)業(yè)大學(xué)巖巖土工程程研究所所18（二）結(jié)結(jié)構(gòu)體1、結(jié)構(gòu)體體形式：由結(jié)構(gòu)面面切割產(chǎn)產(chǎn)生的單單元體的的幾何形形狀。常常見有柱柱狀、塊塊狀、板板狀、楔楔狀、錐錐狀等，，見圖7-5。其中柱狀、塊塊狀結(jié)構(gòu)構(gòu)體的穩(wěn)穩(wěn)定性比比板狀結(jié)結(jié)構(gòu)體的的穩(wěn)定性性高；菱狀結(jié)構(gòu)構(gòu)體的穩(wěn)穩(wěn)定性比比楔狀結(jié)結(jié)構(gòu)體的的穩(wěn)定性性高。2022/10/26廣東工業(yè)業(yè)大學(xué)巖巖土工程程研究所所192、巖體結(jié)結(jié)構(gòu)類型型巖體結(jié)構(gòu)構(gòu)分為整體結(jié)構(gòu)構(gòu)、塊狀狀結(jié)構(gòu)、、層狀結(jié)結(jié)構(gòu)、碎碎裂結(jié)構(gòu)構(gòu)及散體體結(jié)構(gòu)五種類型型。如圖圖7-6所示。其其中工程程性質(zhì)比比較差的的有碎裂裂結(jié)構(gòu)、、層狀碎碎裂結(jié)構(gòu)構(gòu)及散體體結(jié)構(gòu)。。散體結(jié)結(jié)構(gòu)最差差。詳見見表7-7。2022/10/26廣東工業(yè)業(yè)大學(xué)巖巖土工程程研究所所202022/10/26廣東工業(yè)業(yè)大學(xué)巖巖土工程程研究所所212022/10/26廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)巖土工程研研究所22劃分巖體結(jié)構(gòu)構(gòu)的目的劃分巖體結(jié)構(gòu)構(gòu)的目的定性評(píng)價(jià)巖體體穩(wěn)定性。2022/10/26廣東東工工業(yè)業(yè)大大學(xué)學(xué)巖巖土土工工程程研研究究所所23各類類巖巖體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)對(duì)對(duì)土土木木工工程程穩(wěn)穩(wěn)定定性性的的影影響響1、層層狀狀結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)：巖體體呈呈層層狀狀分分布布，，類類似似軸軸對(duì)對(duì)稱稱各各向向異異性性體體，，巖巖體體穩(wěn)穩(wěn)定定性性受受巖巖層層產(chǎn)產(chǎn)狀狀影影響響很很大大:(1)當(dāng)巖巖層層傾傾向向與與邊邊坡坡傾傾向向一一致致或或相相近近時(shí)時(shí)，，容容易易產(chǎn)產(chǎn)生生滑坡坡失穩(wěn)穩(wěn)；；(2)當(dāng)巖巖層層傾傾角角較較大大是是，，邊邊坡坡或或開開挖挖面面易易產(chǎn)產(chǎn)生生崩塌塌；(3)水平平巖巖層層的的地地基基抵抗抗水水平平滑滑移移能能力力降低低；；2022/10/26廣東東工工業(yè)業(yè)大大學(xué)學(xué)巖巖土土工工程程研研究究所所241、層層狀狀結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)（4）隧隧道道等等開開挖挖面面的的巖巖層層彎彎張張破破壞壞、、軟軟弱弱巖巖層層的的塑塑性性變變形形等等對(duì)對(duì)工工程程穩(wěn)穩(wěn)定定影影響響大大；；（（如如金金川川））（5）層層理理、、片片理理、、節(jié)節(jié)理理比比較較發(fā)發(fā)育育，，路路基基及及邊邊坡坡發(fā)發(fā)生生破破壞壞事事故故多多。。（6）受受強(qiáng)強(qiáng)烈烈褶褶皺皺等等構(gòu)構(gòu)造造影影響響的的層層狀狀碎碎裂裂結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，其其巖巖體體整整體體性性差差，，強(qiáng)強(qiáng)度度低低，，穩(wěn)穩(wěn)定定性性更更差差。。作作為為地地基基需需處處理理，，作作為為邊邊坡坡需需緩緩坡坡或或支支護(hù)護(hù)，，隧隧道道施施工工中中則則需需緊緊跟跟支支撐撐以以防防止止坍坍塌塌。。2022/10/26廣東東工工業(yè)業(yè)大大學(xué)學(xué)巖巖土土工工程程研研究究所所252、散散體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)2、散散體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)：巖體體呈呈碎碎屑屑、、顆顆粒粒狀狀散散體體介介質(zhì)質(zhì)，，穩(wěn)穩(wěn)定定性性最最差差，，存存在在大大規(guī)規(guī)模模巖巖體體失失穩(wěn)穩(wěn)、、崩崩塌塌等等安安全全隱隱患患，，在在各各種種工工程程中中必必須須采采取取措措施施進(jìn)進(jìn)行行處處理理。。其它它類類型型巖巖體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)影影響響自自學(xué)學(xué)2022/10/26廣東東工工業(yè)業(yè)大大學(xué)學(xué)巖巖土土工工程程研研究究所所26巖體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)類類型型及及其其特特征征表表結(jié)構(gòu)構(gòu)類類型型完完整整狀狀態(tài)態(tài)地地下下水水作作用用特特征征結(jié)構(gòu)構(gòu)面面間間距距（（cm）完完整整性性系系數(shù)數(shù)1塊狀狀結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)50~1000.35~0.75甚微微2鑲嵌嵌結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)＜＜50＜0.35含、、導(dǎo)導(dǎo)水水不不明明顯顯3碎裂裂結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)＜＜50＜0.35顯著著,軟、、泥泥化化滲滲流流4層狀狀結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)30~500.30~0.60軟、、泥泥化化顯顯著著薄層層＜＜30薄層層＜＜0.405層狀碎裂裂結(jié)構(gòu)＜＜50＜0.40較層狀更更甚6散體結(jié)構(gòu)構(gòu)＜＜0.20軟、泥化化顯著，，膨脹、崩崩解2022/10/26廣東工業(yè)業(yè)大學(xué)巖巖土工程程研究所所27巖體完整整性系數(shù)數(shù)K用巖體完完整性系系數(shù)K表示巖體體完整程程度，即即K=Vm2／Vr2Vm——縱波在巖巖體中的的傳播速速度；Vr——縱波在巖巖石中的的傳播速速度。按照巖體體完整性性系