岩体结构的基本类型

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1、目录一、结构体的类型和岩体结构特征21.结构体的类型22.岩体结构特征23、组成34、结构面35、结构体46、类型47、力学效应5二、岩层产状的记录方法6一、构造体的类型和岩体构造特性1.构造体的类型由于多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，但根据其外形特性可大体归纳为：柱状、块状、板状、楔形、菱形和锥形等六种基本形态。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

2、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、锥形体和多种柱体。构造体的大小，可用体积裂隙数Jv来表达。其定义是：岩体单位体积通过的总裂隙数(裂隙数m3)，体现式为：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)。根据Jv值的大小可将构造体的块度进行分类(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)302.岩体构造特性岩体构造是指岩体中构造面与构造体的组合方式。岩体构造的基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

3、地质背景、构造面特性和构造体特性等列于表16-4-3中。(三)岩体的工程地质特性岩体的工程地质性质一方面取决于岩体构造类型与特性，另一方面才是构成岩体的岩石的性质(或构造体自身的性质)。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、变形特性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，因此此类岩体具有良好的工程地质性质。岩体构造的基本类型 表16-4-3构造类型地质背景构造面特性构造体特性类亚类形态强度(MPa)整体块状结构整体构造岩性单一，构造变形

4、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，构造变形轻微中档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中档的中厚层状岩体(单层厚30cm)，节理中档发育，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大中型层块体、柱体、菱柱体30结构薄层(板)状 构造构造变形中档强烈的薄层状岩体(单层

5、厚23组，以节理为主，组数多，较密集，延展性较差，闭合状，无一少量充填物，构造面结合力不强，tan 0.40.6形态大小不一，棱角明显，以中小型块体为主60层状破裂 构造3、构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个基本单元构成。 4、构造面岩体内存在的不同成因、不同特性的多种地质界面的统称。如层面、节 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

6、造面；尚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（重要是长度），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。按物质构成和微构造形态，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

7、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，导致岩体产生不容许的变形或失稳。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构成、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，进行专门的实验研究，并对其对岩体稳定性的影响作出定量的分析评价，提出工程解决措施。 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，所选用的构造体级别是不一的。几级构造体综合叠加影响居多。由于不同级别、不同

8、性质、不同产状以及不同发育限度的构造面的组合，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，特别是构造面性状，可将岩体划分如下构造类型：整体块状构造，涉及整体（断续）构造、块状构造和菱块状构造；层状构造，涉及层状构造和薄层(板状)构造；碎裂构造，涉及镶嵌构造、层状碎裂构造和碎裂构造；散体构造，涉及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 岩体构造构效应，构造类型不同，力学效应不一。若岩体内存在着软弱构造面，则岩体构造力学效应重要受它控

9、制，并且取决于它的充填度(即充填物在构造面内填充限度)、充填物成分与构造、充填物厚度以及构造面的起伏度（即构造面的起伏限度，常用起伏差即起伏最大值表达）。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。当充填度不小于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称，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达。起伏差的力学效应常与充填度相联系。起伏角 为迎着受力方向构造面的仰角，

10、又称为爬坡角。构造面具有爬坡角为 的起伏时，其抗剪强度中的摩擦角a将增长 ，即 a=j+ j为平直构造面的基本摩擦角。 多组四级构造面（如节理）发育的岩体构造类型的力学效应重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减少。构造面对岩体破坏影响有一定的范畴。当构造面倾角不小于或不不小于 min时，构造面对岩体破坏便没有影响。当构造面倾角介于和min之间时,岩体强度则随着构造面倾角而变化，在=30时，浮现强度最低值。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

11、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基本上与节理化岩体相近。以单轴抗压强度为例，节理化岩体仅相称于岩块抗压强度的1/3至1/10,而整体构造岩体的单轴抗压强度可相称于岩块的1/2至1/3。二、岩层产状的记录措施 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/SW50，或记做24050（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，则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=360330=30，倾向=240180=60。其产状记作N30W/SW50，或直接记作S60W50则可。在地质图或平面图上标注产状要素时，需用符号和倾角表达。一方面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）表达走向，再按岩层倾向方位，在该线段中点作短垂线（2mm）表达倾向，然后，将倾角数值标注在该符号的右下方。