岩体结构的基本类型

目录、构造体的类型和岩体构造特征1.构造体的类型22.岩体构造特征23、组成34、构造面45、构造体56、类型57、力学效应57构造体的类型和岩体构造特征1构造体的类型由于各种成因的构造面的组合，在岩体中可形成大小、形状不同的构造体。岩体中构造体的形状和大小是多种多样的，但根据其外形特征可大致归纳为：柱状、块状、板状、楔形、菱形和锥形等六种根本形态。当岩体强烈变形破碎时，也可形成片状、碎块状、鳞片状等 形式的构造体。构造体的形状与岩层产状之间有一定的关系，例如：平缓产状的层状岩体中，一般由层面（或顺层裂隙）与平面上的“ X型断裂组合，常将岩体切割成方块体、三角形柱体等；在陡立的岩层地 区，由于层面（或顺层错动面）、断层与剖面的上“ X型断裂组合，往往形成块体、锥形体和各 种柱体。构造体的大小，可用体积裂隙数Jv来表示。其定义是：岩体单位体积通过的总裂隙数（裂隙数/1 11 内Jv= ± _ + 斗=y （16 -4-1）m3）,表达式为：I 2"- 3式中的Si为岩体内第i组构造面的间距；为该组构造面的裂隙数（裂隙数/ m）o根据Jv值的大小可将构造体的块度进展分类（表16-4-2）。构造体块度（大小）分类表16-4-2块度描述巨型块体大型块体中型块体小型块体碎块体体积裂隙数Jv（裂 隙数/ m3）<11-331010 30>302岩体构造特征岩体构造是指岩体中构造面与构造体的组合方式。岩体构造的根本类型可分为整体块状构造、层状构造、碎裂构造和散体构造，它们的地质背景、构造面特征和构造体特征等列于表16-4-3中。（三）岩体的工程地质特性岩体的工程地质性质首先取决于岩体构造类型与特征，其次才是组成岩体的岩石的性质（或构造体本身的性质）。不同构造类型岩体的工程地质性质：1 .整体块状构造岩体的工程地质性质整体块状构造岩体因构造面稀疏、延展性差、构造体块度大且常为硬质岩石，故整体强度高、变形特征接近于各向同性的均质弹性体，变形模量、承载能力与抗滑能力均较高，抗风化能力一般也较强，所以这类岩体具有良好的工程地质性质。岩体构造的根本类型表 16-4-3构造类型地质背景构造面特征构造体特征类亚类形态强度(MPa)整 体 块 状 结 构整体构造岩性单一，构造变形 轻微的巨厚层岩层及 火成岩体，节理稀少构造面少，13组，延展性 差，多呈闭合状，一般无充填 物，tan >0.6巨型块体>60块状构造岩性单一，构造变形 轻微中等的厚层岩 体及火成岩体，节理 一般发育，较稀疏构造面23组，延展性差，多闭合状，一般无充填物，层面 有一定结合力，tan =0.40.6大型的方块 体、菱块体、 柱体一般 >60层 状层状构造构造变形轻微一中等的中厚层状岩体（单层 厚>30cm）,节理中等 发育，不密集构造面23组，延展性较好， 以层面、层理、节理为主，有 时有层间错动面和软弱夹层， 层面结合力不强，tan =0.30.5大一中型层 块体、柱体、 菱柱体>30结 构薄层（板）状 构造构造变形中等强烈的薄层状岩体（单层厚<30cm）,节理中等发育，不密集构造面23组，延展性较好， 以层面、节理、层理为主，不 时有层间错动面和软弱夹层， 构造面一般含泥膜，结合力差，tan 心0.3大一中型的板状体、板楔 体一月殳1030碎 裂 结 构镶嵌构造脆硬岩体形成的压碎 岩，节理发育，较密 集构造面>23组，以节理为 主，组数多，较密集，延展性 较差，闭合状，少量充填 物，构造面结合力不强，tan=0.4 0.6形态大小不 一，棱角显 著，以中小 型块体为主>60层状破裂 构造3、组成岩体内岩块的组合排列形式。岩体构造是由构造面和构造体2个根本单元组成。4、构造面岩体内存在的不同成因、不同特性的各种地质界面的统称。如层面、节谶篁岩层中鳍构体也式岩体构造理、断层、裂隙等。构造面不是几何学上的面，而往往是具有一定张开度的裂缝，或被一定物质充填，具有一定厚度的层或带。按成因，构造面可 分为：沉积或成岩过程中产生的层面、夹层、冷凝节理等原生构造面；构造作用下形成的断层、 节理等构造构造面；变质作用下所产生的片理、片麻理等变质构造面；还有在外营力作用下形成的风化裂隙、卸荷裂隙等次生构造面。按规模主要是长度，可将构造面分为5级：几十至上百公里，十几公里，几公里 ，几米至几十米和厘米级。它们分级或共同控制着区域、地区、山体、岩体的稳定性和岩块的力学特性。按性质，构造面可分为硬性刚性构造面和软弱构造面。硬性构造面的摩擦系数较大，多数没有充填物。软弱构造面的摩擦系数相对较小，延伸较长，且普遍充填粘土、泥、岩石碎块等物质。按物质组成和微构造形态，软弱构造面分为原生软弱夹层、断层和层间错动破碎带、软弱泥化带或夹层等 3种类型。某些充填泥质或粘土薄膜的大节理，也可构成软弱构造面。软弱构造面是岩体中最容易产生变形和破坏的部位。它常常成为危险的切割面、滑移面或构成有害的压缩变形带，导致岩体产生不允许的变形或失稳。因此，当工程岩体中存在软弱构造面时，除了 要研究它们的几何形态、结合状况、空间分布和填充物质等方面外，还 要特别注意对其物质组成、厚度、微观构造、在地下水作用下工程地质 性质潜蚀、软化的变化趋势、受力条件和所处的工程部位，以及它 们的力学性质指标等，进展专门的试验研究，并对其对岩体稳定性的影 响作出定量的分析评价，提出工程处理措施。5、构造体岩体受构造面切割而成的块体或岩块。随着构造面的分级，相应地构造 体也可分级。视研究问题的不同，所选取的构造体等级是不一的。几级构造 体综合叠加影响居多。由于不同级别、不同性质、不同产状以及不同发育程 度的构造面的组合，构造体几何形态、单体大小可迥然不同。岩性的变化， 也均关系着岩体的完整性、坚强性，从而决定着岩体的所属介质类型。6、类型按构造面和构造体组合形式，尤其是构造面性状，可将岩体划分如下构 造类型：整体块状构造，包括整体断续构造、块状构造和菱块状构造； 层状构造，包括层状构造和薄层 （板X）构造；碎裂构造，包括镶嵌构造、 层状碎裂构造和碎裂构造；散体构造，包括块夹泥构造和泥夹块构造等。7、力学效应构造对岩体力学性能的影响。岩体在力学作用和力学性质上有明显的结构效应，构造类型不同，力学效应不一。假设岩体内存在着软弱构造面，那么岩体构造力学效应主要受它控制，而且取决于它的充填度(即充填物在构造面内填充程度卜充填物成分与构造、充填物厚度以及构造面的起伏度即构 造面的起伏程度，常用起伏差即起伏最大值表示。其中又以充填物厚度、 充填度和起伏度最为重要。 厚度大小与物质成分有关，一般颗粒越粗厚度越大 反之，颗粒越细 厚度越小。设充填物厚度为 h,构造面起伏差为H,定义为充填 度。起伏的构造面内充填物的充填度越大，构造面抗剪强度越低。当充填度 大于200%左右时构造面强度便稳定于一定的水平上；即与软弱充填物质的 强度相当，这种关系称之为充填度的力学效应。构造面起伏度用起伏差及起伏角表示。起伏差的力学效应常与充填度相 联系。起伏角a为迎着受力方向构造面的仰角，又称为爬坡角。构造面具有爬 坡角为a的起伏时，其抗剪强度中的摩擦角小a将增加a ,即a=(j+ a(j为平直构造面的根本摩擦角。多组四级构造面如节理发育的岩体构造类型的力学效应主要取决于 构造面密度单位尺寸上的构造面数、构造面产状构造面出露的空间方 位及构造面组数 3个方面。岩体强度变形参数也同样随着岩体内含的 构造面组数和构造体数增多而降低。构造面对岩体破坏影响有一定的范围。当构造面倾角大于或小于a min时，构造面对岩体破坏便没有影响。当构造面倾角介于和a min之间时，岩体强度那么随着构造面倾角而变化，在a=30 ° ±时，出现强度最低值。在多组构造面发育的岩体，构造面对岩体力学作用和力学性质的影响，是各组构造面力学效应的叠加。显然，构造面组数越多，岩体力学性质越均匀化。整体构造岩体的力学效应规律根本上与节理化岩体相近。以单轴抗压强度为例，节理化岩体仅相当于岩块抗压强度的1/3至1/10,而整体构造岩体的单轴抗压强度可相当于岩块的1/2至1/3 。二、岩层产状的记录方法如用方位角罗盘测量，测得某地层走向是 330。、倾向为240。、倾角为50。， 记做330° /SWZ 500 ,或记做2400 / 50° 即只记倾向与倾角即可。如果用 方位角罗盘测量但要用象限角记录时，那么需把方位角换算成象限角，再作记录。 如上述地层产状其走向应为丫 =360° 330° =300 ,倾向0=240° 180° =60° 。 其产状记作N300 W/SWZ 500 ,或直接记作S60W/ 50那么可。在地质图或平 面图上标注产状要素时,需用符号和倾角表示。首先找出实测点在图上的位置， 在该点按所测岩层走向的方位画一小段直线4mm表示走向，再按岩层倾向方位，在该线段中点作短垂线2mm表示倾向，然后，将倾角数值标注在该符号 的右下方。