第二章巖體力學第一節(jié)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)幾個概念：巖石：是由具有一定結構構造的礦物（含結晶和非結晶）集合體組成。巖塊：是指不含顯著結構面的巖石塊體，是構成巖體的最小巖石單元體。巖體：由巖塊和結構面組成。巖石與土的主要區(qū)別：1.巖石礦物顆粒間具有更為牢固的連接；2.巖體存在結構面；3.巖體具有高地應力。巖石的物理性質(zhì)巖石的密度：顆粒密度塊體密度：干密度、天然密度和飽和密度?？障缎裕簬r石孔隙性和裂隙性的統(tǒng)稱，用空隙率表示?？偪障堵?、總開空隙率、大開空隙率、小開空隙率和閉空隙率。巖石的吸水性：巖石在一定試驗條件下吸收水分的能力。巖石的吸水率：指巖石試件在一個大氣壓和室溫條件下自由吸入水的質(zhì)量與試件干質(zhì)量之比。巖石的飽和吸水率：是指巖石試件在高壓（一般為15MPa）或真空條件下吸入水的質(zhì)量與巖樣干質(zhì)量之比。飽水系數(shù)：吸水率與飽和吸水率之比。反映巖石中大、小空隙的相對比例關系。巖石的軟化性：巖石浸水后強度降低的性質(zhì)。巖石的軟化性取決于它的礦物組成及空隙性。軟化系數(shù)為飽和抗壓強度與干燥抗壓強度之比。當軟化系數(shù)大于0.75時，軟化性弱，同時也說明巖石的抗凍性和抗風化能力強；反之亦反。巖石的抗凍性：巖石抵抗凍融破壞的性質(zhì)。巖石的抗凍性常用抗凍系數(shù)和質(zhì)量損失率兩個指標表示?？箖鱿禂?shù)是指巖石凍融實驗后干抗壓強度與凍融前抗壓強度之比，以百分數(shù)表示。質(zhì)量損失率是指凍融前后巖樣干質(zhì)量之差與凍融前干質(zhì)量之比，以百分數(shù)表示。當抗凍系數(shù)大于75%，質(zhì)量損失率小于2%時，認為巖石抗凍性好；吸水率小于5%，軟化系數(shù)大于0.75以及飽水系數(shù)小于0.8的巖石，具有足夠的抗凍能力。巖石勾的透耐水性聲：巖魚石能夢被水柜透過息的性啟質(zhì)，詞用滲忌透系尤數(shù)表弊示。放它的努大小簡取決砍于空孩隙的續(xù)數(shù)量藍、大仿小、藍方向淹和連籮通情味況。巖石碌的力根學性恭質(zhì)巖石棟在外馳力作悟用下鴿所變里現(xiàn)出懲來的榜性質(zhì)近，這斑里主特要研廢究變耽形、戲破壞誤及其率強度摟。單軸勢受壓筑下巖禿石的號變形論與強姿度巖石后單軸妄受壓首應力購應變擔曲線Ⅰ孔隙槽裂隙鐘壓密掌階段舍；Ⅲ微破筒裂穩(wěn)漂定發(fā)筋展階蛾段；Ⅴ破壞梁后階扔段Ⅱ彈性脖變形附；Ⅳ非穩(wěn)蛾定破旱裂發(fā)嫩展階暖段；根據(jù)擺美國趕學者辛米勒章（19湯65）對28種巖爹石的下試驗料成果貌，可肺以將憑巖塊轎峰值愁前應格力-軸向積應變撕曲線查分為6類。玄武斑巖鹽巖片巖片麻句巖花崗撫巖灰?guī)r巖石看的變給形參炒數(shù)變形因模量敏：指嗽巖石該在單唇向受勁壓時裁，軸港向壓燥力與蓄軸向述應變竊之比戲，當蹦巖石精變形鴨為彈熟性變朗形時況，應掘力應烘變曲筋線為喪一直方線，幫該模集量為汗彈性窩模量號，數(shù)畫值等練于直睜線斜變率。初始磁模量切線護模量割線頸模量泊松儲比：民巖石穩(wěn)單向乎受壓蔬時，桿橫向鳳應變總與軸紋向應字變之賠比。劣在實澤際工退作中抖常采管用抗優(yōu)壓強徐度50尚%處的闖橫向刮應變形與軸抓向應愧變之逢比計等算泊逢松比行。巖石僅的變銀形模伐量和據(jù)泊松守比往茂往具呈有各成向異膜性，丹當平勝行于腳微結懶構面好加載豈時，好變形伍模量問最大趕；當染垂直剖于微擴結構該面的擁變形敏模量槽最小黃。循環(huán)勻荷載變條件筐下巖廈石變女形特參征在彈既性極沉限以斷內(nèi)卸捐荷在彈首性極喜限以朋外卸砍荷反復鬼加載討卸載右應力赤應變北曲線單向找受力麥條件董下的想巖石伍強度巖石茫的強迅度主落要包撓括抗渣壓、咬抗拉落和剪栽切強第度?？箟呼~強度犁：巖借石單禽向受補壓時吃，能籃夠承艱受的前最大駛壓應款力，凳稱為命單軸質(zhì)抗壓沿強度男，簡桿稱抗讀壓強拾度。影響恒巖石尊抗壓賴強度烈的因陰素：1.巖石野本身嘆的因表素，覺如礦吩物組法成、倍結構玻構造昨、風惹化程停度及杜含水肝狀態(tài)傘等；2.試驗蔽條件促，如嚼試件拔形狀橡、大航小、地高徑搶比及掠加工凍精度刺、加介荷速云率等浪?？估鑿姸仍剑簬r垮石試盡件單蘋向受前拉時絕，能贊承受兵的最態(tài)大拉騰應力治，稱層為巖對石的墓抗拉諸強度服。影響響巖石厚抗拉售強度榮的因弄素與暴抗壓堂強度瓜影響暢因素焦相同煉，但勞其控真制作資用的企因素纖是巖榆石的仰結構蘭，特丈別是菜空隙宜性的摔影響廉尤為棵嚴重榴。巖石環(huán)的抗摘拉強額度遠怎小于在其抗監(jiān)壓強錦度。巖石煎的剪靠切強夠度：滴受剪唱力作莫用時伶抵抗挑剪切歐破壞督的最居大剪踏應力綁，稱哭為剪調(diào)切強塘度?？辜艟財鄰娕瓒龋簤褐冈跊_一定欺的法宴向應吳力作失用下欠，沿剩預定栽剪切沖面剪洲斷時務的最伶大剪烈應力悟。它澡反映漏了巖典石的皆內(nèi)聚養(yǎng)力和冰內(nèi)摩鋸擦阻榆力。抗剪嫂強度謙：指崇在一撞定的殊法向辜應力億作用時下，躲沿已獎有破再裂面明再次騎剪壞蛙時的焰最大欣剪應績力。消它反牌映了耍巖石咬中微紹結構旬面（笛裂隙觀、層嶄理等具）或撥人工歇破裂義面上借的摩跑擦阻糠力?？骨匈u強度痛：指爪法向少應力倍為零豬時，蟻沿預算定剪那切面塵剪斷阻時的溝最大違剪應禍力。暮它反逗映了島巖石丸的內(nèi)府聚力帆。三向懶應力溫下巖覆石的辯變形叢與強拉度三軸踢應力紋下巖稠石的園變形如與強贈度測哭試：真三偶軸或芬不等遣壓三浪軸：>必>盜>痰0假三游軸：>飛=拍>拐0三軸戶壓縮影試驗徑可以資得出榴：（1）不哲同圍牙壓境下三挨軸壓搜縮強田度顛；（2）強厚度包桃絡線印及剪攪切強屈度參串數(shù)；敲（3）壓桐力差寶（釀）-軸向俗應變撐曲線喊和變授形模遍量。蹲根據(jù)軟這些宴成果脂可以迎分析刻巖塊膛在三檔軸壓翠縮條憑件下夫的變鞋形與查強度農(nóng)性質(zhì)川。三軸甩壓縮否強度洪：試山件在鋸三向及壓力暴下能筍抵抗母的最匪大軸勻向應兄力，慨稱為蹄巖塊趟的三降軸壓媽縮強看度。屢通過是三軸抹壓縮征試驗干可以窄得到恩相應寨圍壓術的三植軸壓投縮強遮度、副剪切樹強度粘參數(shù)轉、單逐軸抗掙拉強坦度。圍壓灑對巖股塊變趨形破薪壞的仇影響追：巖石荷破壞恨前的中應變物隨圍漸壓增劈燕大而酬增加俱；巖石特逐漸善由脆盆性轉它為延綢性；對變弦形模胳量的塵影響齊；總退體說澤來，洽變形幕模量獸和泊底松比也隨著需圍壓抽增大廚都有瓦一定達程度塵的增呼加。圍壓車對巖爛石強趣度的埋影響巖石塌的三間軸壓源縮強紋度頸均蓮隨圍膝壓撥的增袍加而缸增大券，但懲是蹤蝶的訴增加川速率椅小于滾的增簽加速誕率，建即兩拾者呈謠非線可性關裙系。當圍認壓為球零或靜者很蕉低時拖，應辨力達賞到峰鳥值后反曲線旨迅速串下降卡至接勾近零陽，巖捏塊殘倚余強點度很垮低，防隨著虎圍壓爺增大顧，其往殘余侮強度策也逐虹漸增煮大，次直到弓產(chǎn)生壯應變藝硬化槳。巖石饅的蠕濤變特制性巖石輔的蠕術變：齒巖石趣在大想小和焦方向隊不變另的外償力作或用下敲，變選形量跨隨時毯間延甜續(xù)而買不斷儉增長郵的現(xiàn)泳象。巖石屋的典捧型蠕塌變曲隨線頁巖膊、砂健巖和戀花崗盞巖在10豪MP頁a壓力晌下蠕劫變曲貧線第二埋節(jié)損巖體贊的工章程地穴質(zhì)性覆質(zhì)及摩巖體堂工程筐分類巖體靜包括源結構強面和楊結構栗體兩捉個部咳分。結構掉面的蠻類型銜：原斤生結策構面堤、構鹿造結因構面窮和次常生結移構面引。不喉同的摩結構睜面成策因不覺同，述工程幸地質(zhì)糾特性曾也不系相同吐。結構沿面特掀征及蘿其對伐巖體鼻力學恢性質(zhì)琴的影洲響：結構殺面產(chǎn)愛狀；結構蓋面連許續(xù)性扣；結構日面密處度；結構役面形產(chǎn)態(tài)；結構但面張味開度猴；結構辛面沖舟填膠痰結程吩度；結構淋面的鑼規(guī)模烈及分沿級；結構芝面分撒級及瞞特征按結斧構面勻的延罵伸長蛋度、算切割鹽深度收、破傷碎帶拔寬度羨及其龍力學融效應情，將央其分為5級：I級：污指大牌斷層銹或區(qū)北域性康斷層如，一扎般延摘伸約蔑數(shù)公巴里至旨數(shù)十之公里霉以上誘，破碎指帶寬痕度約賄數(shù)米輛至數(shù)盤百米謙以上娘。如齒郯廬挑大斷貿(mào)裂。П級：盯指延嚷伸長萍而寬菜度不披大的炎區(qū)域遮性地準質(zhì)界搏面，呼如較天大的噸斷層燒、層間錯既動、宵不整得合面勝及原洗生軟飯弱夾江層等蠟。長劍度一方般數(shù)朋百米米至數(shù)壁千米定，破碎偉帶寬言度數(shù)鐘十厘番米至清數(shù)米圖。如咽西南掉區(qū)煤晚系地科層。Ш級：資指長袋度數(shù)薪十米攀至數(shù)糞百米維的斷描層、滴區(qū)域象性節(jié)經(jīng)理、鍬延伸酸較好籌的層面及栗層間保錯動噴等。哀寬度悄一般焦數(shù)厘價米至1米。薄如房緊山巖測體區(qū)幸域性血節(jié)理柱。Ⅳ級：換指延仁展性肝較差趴的節(jié)以理、恨層面威、次慶生裂冠隙、予小斷泛層及渴較發(fā)次育的片理千、劈擾理面諒等。例一般沃長度腰為數(shù)療十厘隊米至20值-3貼0米，鞠寬度謹數(shù)厘著米至十幾告厘米揭。如小卸荷膨裂隙半。Ⅴ級：囑微結猾構面縮慧。指茅隱節(jié)陡理、電微層長面、姻微裂喂隙及節(jié)不發(fā)糠育的扮片理斜、劈理狀等。結構持體：故被結評構面戚切割證成的清巖石奏塊體把。結構鐮體分濤級，含可以家分為4級，負不同價級別候的結下構面母所切使割圍劣限的磚巖石基塊體孝（結炮構體培）的撈規(guī)模風是不連同的蓬。結局構體乎一般殺分為4級。Ⅳ級結捕構面猜切割傘的Ⅳ結構斥體稱扇為巖屋塊，設其內(nèi)養(yǎng)部還刪有微鞠裂隙才、隱鍵節(jié)理搭等Ⅴ級結贏構面洲。巖體吉結構碗：巖饑體中踐結構鬧面和酸結構棒體的攪成因絞、特憐征、兔及其喉排列法組合策關系拉。巖體淹結構眼類型巖體孟結構涉控制鐵論巖體盛的應只力傳顏播、稈變形隔破壞移以及熱巖體銳力學疲介質(zhì)虜屬性巴無不育受控斥于巖蛾體結松構。掉巖體紛結構斷對工馬程巖暈體的主控制外作用兔主要調(diào)表現(xiàn)芝在三賀方面渾：應力狗傳播瘋特征巖體過的變育形與升破壞雁特征工程禾巖體尼的穩(wěn)眉定性不同個結構梢?guī)r體畏的變補形破傭壞方榮式結構紅面的餡變形陡與強算度性痕質(zhì)結構驕面的妙法向淚變形行特征法向牧剛度報：法慎向應廚力作肅用下移，結擔構面噴產(chǎn)生頑單位窮法向警變形刻所需娛要的玩應力危，數(shù)拼值上捉等于某一留點的側切線機斜率前。切向忽變形胖特征走：結構亡面切越向剛吐度結構鴉面的悼強度跪，這亡里重司點研盡究其噴抗剪蠻強度遣。結構億面的會抗剪哈強度耀主要森受結糧構面窮的形裂態(tài)、斜連續(xù)楚性、船膠結袍填充遺特征抓、壁滴巖性返質(zhì)、從次生腥變化微和受產(chǎn)力歷誕史等陸因素誦的影清響。根據(jù)率結構鑼面的稅形態(tài)家、填押充情頌況及愁連續(xù)麗性特楊征，祝將其脂劃分駕為：療平直雷無填欺充的蒸結構怎面、嗚粗糙尖起伏地無填架充的歉結構森面、找非貫味通連蟻續(xù)的揚結構薪面和肝具有勤填充紡物的頑軟弱史結構僅面。平直震無填罩充的煮結構符面：驚特點漢是面俘平直凝、光鼓滑，沒只有債微弱紹的風揪化。粗糙日起伏盡無填涌充的哪結構蝴面：屢具有兵明顯昂的粗頭糙度尤，是坦影響感結構斬面剪茶切強久度的全一個革重要義因素紫。當法忌向應亂力較角低：當法滴向應蔑力足鮮夠大牢時：規(guī)則摟鋸齒獨形結拼構面不規(guī)仿則起米伏結家構面JR伍C-結構叮面的賞粗糙斧度系棗數(shù)；JC削S-結構繁面的莖壁巖因強度愁；-結構鏡面的氧基本鑰摩擦通角，法等于樹結構初面壁巖賞平直蝦表面朗的摩睡擦角非連埋續(xù)貫燈通的媽結構巖面裂隙萍面的防粘聚粘力和樣摩擦犬角；巖石巷粘聚級力和尊摩擦此角；結構嶺面的巴線連祖續(xù)性少系數(shù)搏。具有蒙填充巴物的飯軟弱狠結構常面曲線Ⅰ為粘江粒含浪量較懼高的箭泥化衰夾層選的剪毛切曲代線，祝而曲窩線Ⅱ-卡Ⅴ的粗潛碎屑映成分及逐漸雅增加推。巖體利的變諷形研究判巖體繞變形壩的意剩義：1.防止徹巖體嘉各部耍分形妙變差村過大籃而在種建筑蓋物結效構中愈產(chǎn)生尾附加甩應力污；2.巖體臟形變磨量過其大導還致建抽筑物竹形變務量過寬大。巖體溪的形制變是央巖塊澇材料看變形機和結芒構變遠形的鐮總和識，而益結構哀變形稻通常虜包括落結構掌面閉果合、匯填充蛾物壓鴨密、必結構解體轉淺動和速滑動炸等變軌形，斤一般萄情況劍下，喘巖體雙的結營構變鬧形起越著控襯制作廚用。巖體省變形寫參數(shù)鼻的測何定方較法：一般目采用疫原位疾測試顧：承喊壓板婦法、祥鉆孔宣變形努法、甚狹縫集法、材聲波蘇法和廈地震舞波法笑。節(jié)理深化巖堪體變影形參唇數(shù)的致估算窮：比尼喚衛(wèi)斯駕基：Se榴ra床fi糞m和Pe袋re兄ir唇a：RM源R≤55RM煌R>卸55巖體飲的強室度性芽質(zhì)巖體免的剪開切強丟度原位家?guī)r體烏剪切麻試驗巖體興的壓扁縮強悟度估餓算：利用害單結裹構面望理論先估算生巖體沫強度速：Ho限ek和Br虎ow齒n根據(jù)夢巖體疑性質(zhì)擦的理最論與架實踐崗經(jīng)驗烏，依右據(jù)試拌驗資河料導貝出了成裂隙楚巖體環(huán)的強開度方淹程。第三蝕節(jié)穩(wěn)巖體仰的工憂程分名類巖體工的工爬程分賞類是線工程橡地質(zhì)響學中座一個刷重要框的研奧究課肥題。暫它是誘通過竄巖體制一些籌簡單帖和易但實測晴的指制標，遣把工扯程地匠質(zhì)條愿件與題巖體弱力學執(zhí)性質(zhì)衛(wèi)聯(lián)系擾起來攔進行職歸類棟。并朱對各姻類巖錄體質(zhì)最量、偶工程保建筑扶條件鎖予以濃定性撲或定枯量的袋評價懂，給回人們求質(zhì)量辱好壞刑的改奮良，今為工告程設讓計和遙施工紛提供硬地質(zhì)呀依據(jù)睡。RQ拐D分類RQ杏D值：們大于10百cm的巖挨芯累帆計長恢度與是鉆孔土進尺川長度侄之比唐的百輕分數(shù)版。RQ壁D分類撫沒有協(xié)考慮偶巖體榴中結激構面薦性質(zhì)先的影懲響，鼓也沒或有考姑慮巖必塊性醉質(zhì)的牲影響農(nóng)及這杜些因牽素的鼓綜合訂效應潤。RM破R分類由巖議塊強澤度、RQ愁D值、笨節(jié)理菌間距蝴、節(jié)柿理條投件及芳地下救水5類參征數(shù)組除成。Q分類式中6個參地數(shù)的攏組合鞭，反廈映了聞巖體報質(zhì)量書的3個方范面，猶即巖協(xié)體的撇完整凝性；鼠結構溪面（膜節(jié)理讀）的吐形態(tài)宴、填橋充物漫特征險及其貍次生化變化姻程度睜；水甚與其鍋他應晉力存鹿在時刻對巖私體質(zhì)扮量的尚影響海。BQ法國標《工程恰巖體辱分級蒸標準》（GB瞧50漠21共8-覺94）提無出二嫂級分更級法寸，先鴿按巖鞋體的妨基本快質(zhì)量運指標BQ進行溪初步愧分級嚼；然悉后考樓慮其肢他影區(qū)響因皆素對BQ進行蒙修正削，再件按修修正后似的[B篩Q]進行摟詳細召分級堆。工程竹巖體替分類凈的具袍體應瞞用工程檢巖體乏分類等廣泛動應用康于巖混體參槍數(shù)估兵算、奇穩(wěn)定蓋性評尾價及掉其加復固與蹄支護膽。例子愿：某倒隧道剩位于撲地下20塌0m處的扁泥巖群中，伍巖體彈內(nèi)發(fā)孤育有3組主嘉要結艇構面筒：第謀一組騙結構謀面為準層面作，其跨特點燈為強爛風化東，表盾面較被為粗刑糙，己產(chǎn)狀磚為18談0°慨∠1穩(wěn)0°，該倘組節(jié)孩理條悔件評紙分為15；第曬二組府結構蠟面為以節(jié)面因，其薯特點陽為中社等風圣化，搖表面坡較粗億糙，蓄產(chǎn)狀吳為18障5°車∠瘡75墳°，該蹈組節(jié)畜理條咐件評個分為21，第瘋三組堅結構布面為醉節(jié)理批