地壳岩体结构特征的工程地质分析PPT讲稿.ppt

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1、地壳岩体结构特征的工程地质分析第1页，共24页，编辑于2022年，星期六1.1 1.1 基本概念及研究意义基本概念及研究意义 结构面结构面结构面结构面Structural plane是是是是指岩体中具有一定方向、力学强度指岩体中具有一定方向、力学强度指岩体中具有一定方向、力学强度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（或带）。相对较低、两向延伸（或具有一定厚度）的地质界面（或带）。相对较低、两向延伸（或具有一定厚度）的地质界面（或带）。相对较低、两向延伸（或具有一定厚度）的地质界面（或带）。如岩层层面、如岩层层面、如岩层层面、如岩层层面、软弱夹层、各种成因

2、的断裂、裂隙等。其它如古剥蚀面、喷出岩间歇软弱夹层、各种成因的断裂、裂隙等。其它如古剥蚀面、喷出岩间歇软弱夹层、各种成因的断裂、裂隙等。其它如古剥蚀面、喷出岩间歇软弱夹层、各种成因的断裂、裂隙等。其它如古剥蚀面、喷出岩间歇面、片理、片麻理、千枚理、风化夹层、次生夹泥层都属于结构面。面、片理、片麻理、千枚理、风化夹层、次生夹泥层都属于结构面。面、片理、片麻理、千枚理、风化夹层、次生夹泥层都属于结构面。面、片理、片麻理、千枚理、风化夹层、次生夹泥层都属于结构面。由于这种界面中断了岩体的连续性，故又称不连续面。由于这种界面中断了岩体的连续性，故又称不连续面。由于这种界面中断了岩体的连续性，故又称不连

3、续面。由于这种界面中断了岩体的连续性，故又称不连续面。岩石岩石岩石岩石RockRock不含有显著结构面的岩块。不含有显著结构面的岩块。不含有显著结构面的岩块。不含有显著结构面的岩块。岩岩岩岩体体体体（RockmassRockmassRockmassRockmass）由由由由岩岩岩岩石石石石构构构构成成成成的的的的被被被被各各各各种种种种显显显显著著著著结结结结构构构构面面面面切切切切割割割割的的的的天天天天然然然然地地地地质质质质体体体体。它它它它处处处处于于于于一一一一定定定定的的的的地地地地质质质质环环环环境境境境、被被被被各各各各种种种种结结结结构构构构面面面面所所所所分分分分割割割割。

4、岩岩岩岩体体体体具具具具有有有有一一一一定定定定的的的的结结结结构构构构特特特特征征征征，其其其其主主主主要要要要特特特特征征征征：由由由由岩岩岩岩体体体体中中中中含含含含有有有有的的的的不不不不同同同同类类类类型型型型不不不不同同同同产产产产状状状状的的的的结结结结构面及其在空间的分布和组合的结构体所确定。构面及其在空间的分布和组合的结构体所确定。构面及其在空间的分布和组合的结构体所确定。构面及其在空间的分布和组合的结构体所确定。第2页，共24页，编辑于2022年，星期六第3页，共24页，编辑于2022年，星期六 结结结结构构构构体体体体：结结结结构构构构面面面面在在在在空空空空间间间间的的

5、的的分分分分布布布布和和和和组组组组合合合合可可可可将将将将岩岩岩岩体体体体切切切切割割割割成成成成形形形形状状状状、大小不同的块体，称结构体。大小不同的块体，称结构体。大小不同的块体，称结构体。大小不同的块体，称结构体。岩岩岩岩体体体体可可可可含含含含有有有有几几几几种种种种结结结结构构构构体体体体。每每每每种种种种结结结结构构构构体体体体空空空空间间间间以以以以空空空空间间间间上上上上相相相相似似似似形形形形的方式存在为特点。相邻结构体既相互独立，有互相联合。的方式存在为特点。相邻结构体既相互独立，有互相联合。的方式存在为特点。相邻结构体既相互独立，有互相联合。的方式存在为特点。相邻结构体

6、既相互独立，有互相联合。工工程程地地质质之之所所以以要要将将岩岩体体的的结结构构特特征征作作为为重重要要研研究究对对象，意义如下：象，意义如下：岩岩体体中中的的结结构构面面是是岩岩体体力力学学强强度度相相对对薄薄弱弱的的部部位位，它它导导致致岩岩体体力力学学性性能能的的不不连连续续性性、不不均均一一性性和和各各向向异异性性。只只有有掌掌握握岩岩体体的的结结构构特特征征，才才有有可可能能阐阐明明岩岩体体不不同同荷荷载载下下内部的应力分布和应力状况。内部的应力分布和应力状况。岩岩岩岩体体体体的的的的结结结结构构构构特特特特征征征征对对对对岩岩岩岩体体体体在在在在一一一一定定定定荷荷荷荷载载载载条条

7、条条件件件件下下下下的的的的变变变变形形形形破破破破坏坏坏坏方方方方式式式式和和和和强强强强度度度度特特特特征征征征起起起起着着着着重重重重要要要要的的的的控控控控制制制制作作作作用用用用。岩岩岩岩体体体体中中中中的的的的软软软软弱弱弱弱结结结结构构构构面面面面，常常常常常常常常成成成成为为为为决决决决定定定定岩岩岩岩体体体体稳稳稳稳定定定定性性性性的的的的控控控控制制制制面面面面，各各各各结结结结构构构构面面面面分分分分别别别别为确定坝肩岩体抗滑稳定的分割面和滑移控制面。为确定坝肩岩体抗滑稳定的分割面和滑移控制面。为确定坝肩岩体抗滑稳定的分割面和滑移控制面。为确定坝肩岩体抗滑稳定的分割面和滑

8、移控制面。第4页，共24页，编辑于2022年，星期六 靠靠靠靠近近近近地地地地表表表表的的的的岩岩岩岩体体体体，其其其其结结结结构构构构特特特特征征征征在在在在很很很很大大大大程程程程度度度度上上上上确确确确定定定定了了了了外外外外营营营营力力力力对对对对岩岩岩岩体体体体的的的的改改改改造造造造进进进进程程程程。这这这这是是是是由由由由于于于于结结结结构构构构面面面面往往往往往往往往是是是是风风风风化化化化、地地地地下下下下水水水水等等等等各各各各种种种种外外外外营营营营力力力力较较较较活活活活动动动动的的的的部部部部位位位位，也也也也常常常常常常常常是是是是这这这这些些些些营营营营力力力力的

9、的的的改改改改造造造造作作作作用用用用能能能能深深深深入入入入岩岩岩岩体内部的重要通道，往往发展为重要的控制面。体内部的重要通道，往往发展为重要的控制面。体内部的重要通道，往往发展为重要的控制面。体内部的重要通道，往往发展为重要的控制面。因因因因此此此此,结结结结构构构构体体体体体体体体研研研研究究究究岩岩岩岩体体体体式式式式研研研研究究究究岩岩岩岩体体体体变变变变形形形形和和和和破破破破坏坏坏坏的的的的最小单元。最小单元。最小单元。最小单元。总总总总之之之之，对对对对岩岩岩岩体体体体的的的的结结结结构构构构特特特特征征征征的的的的研研研研究究究究，是是是是分分分分析析析析评评评评价价价价区区

10、区区域域域域稳稳稳稳定定定定性性性性和岩体稳定性的重要依据。和岩体稳定性的重要依据。和岩体稳定性的重要依据。和岩体稳定性的重要依据。研研研研究究究究结结结结构构构构面面面面最最最最关关关关键键键键的的的的是是是是研研研研究究究究各各各各类类类类结结结结构构构构面面面面的的的的力力力力学学学学性性性性质质质质、分分分分布布布布规规规规律律律律、发发发发育育育育密密密密度度度度、表表表表面面面面特特特特征征征征、连连连连续续续续特特特特征征征征以以以以及及及及它它它它们们们们的的的的空空空空间间间间组组组组合合合合形形形形式等式等式等式等。1.2 1.2 岩体结构特征及主要类型岩体结构特征及主要类

11、型 1.2.1 1.2.1 结构面的主要类型及特征结构面的主要类型及特征第5页，共24页，编辑于2022年，星期六 结结结结构构构构面面面面的的的的成成成成因因因因分分分分类类类类：原原原原生生生生结结结结构构构构面面面面、构构构构造造造造结结结结构构构构面面面面及及及及浅浅浅浅表表表表生生生生结结结结构面构面构面构面 沉积结构面：层理，层面，软弱夹层，不整合面，沉积结构面：层理，层面，软弱夹层，不整合面，沉积结构面：层理，层面，软弱夹层，不整合面，沉积结构面：层理，层面，软弱夹层，不整合面，原原原原 假整合面，古冲刷面等。假整合面，古冲刷面等。假整合面，古冲刷面等。假整合面，古冲刷面等。生生

12、生生 火成结构面：侵入体与围岩接火成结构面：侵入体与围岩接火成结构面：侵入体与围岩接火成结构面：侵入体与围岩接 结结结结 触面，岩脉、岩墙接触面，喷出岩触面，岩脉、岩墙接触面，喷出岩触面，岩脉、岩墙接触面，喷出岩触面，岩脉、岩墙接触面，喷出岩 构构构构 的流线、流面，冷凝节理的流线、流面，冷凝节理的流线、流面，冷凝节理的流线、流面，冷凝节理 面面面面 变质结构面：片理，片麻理，千枚理，板劈理，片岩变质结构面：片理，片麻理，千枚理，板劈理，片岩变质结构面：片理，片麻理，千枚理，板劈理，片岩变质结构面：片理，片麻理，千枚理，板劈理，片岩 软弱夹层。软弱夹层。软弱夹层。软弱夹层。第6页，共24页，编

13、辑于2022年，星期六 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）（扭性节理，张性节理扭性节理，张性节理扭性节理，张性节理扭性节理，张性节理）造造造造 断层（正断层，逆断层，走滑断层）断层（正断层，逆断层，走滑断层）断层（正断层，逆断层，走滑断层）断层（正断层，逆断层，走滑断层）结（结（结（结（张性断层，压性断层，扭性断层张性断层，压性断层，扭性断层张性断层，压性断层，扭性断层张性断层，压性断层，扭性断层）构构构构 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

14、错动带，羽状裂隙，破劈理。第7页，共24页，编辑于2022年，星期六 浅浅浅浅 部部部部 卸荷断裂卸荷断裂卸荷断裂卸荷断裂 结结结结 构构构构 重力扩展变形破裂重力扩展变形破裂重力扩展变形破裂重力扩展变形破裂 次次次次 面面面面 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 第8页，共24页，编辑于2022年，星期六 结构面规模等级划分：结构面规模等级划分：结构面规模等级划分：结构面

15、规模等级划分：按按按按其其其其对对对对岩岩岩岩体体体体力力力力学学学学行行行行为为为为所所所所起起起起控控控控制制制制作作作作用用用用，可可可可划划划划分分分分为为为为三三三三个个个个等等等等级级级级，即即即即贯贯贯贯通通通通性性性性宏宏宏宏观观观观软软软软弱弱弱弱面面面面（A A A A类类类类）；显显显显现现现现结结结结构构构构面面面面（B B B B类类类类）；和隐微结构面（和隐微结构面（和隐微结构面（和隐微结构面（C C C C类）。类）。类）。类）。类型类型类型类型主要特征主要特征主要特征主要特征力学性质力学性质力学性质力学性质代表性结构面代表性结构面代表性结构面代表性结构面A.A.

16、贯通贯通贯通贯通性宏观性宏观性宏观性宏观结构面结构面结构面结构面断层或断层或断层或断层或充填型充填型充填型充填型连续性好，延伸方向确定，连续性好，延伸方向确定，连续性好，延伸方向确定，连续性好，延伸方向确定，通常具一定厚度与方向通常具一定厚度与方向通常具一定厚度与方向通常具一定厚度与方向破坏岩体的连续性，构成破坏岩体的连续性，构成破坏岩体的连续性，构成破坏岩体的连续性，构成岩体力学性质作用边界，岩体力学性质作用边界，岩体力学性质作用边界，岩体力学性质作用边界，控制岩体变形破坏方向，控制岩体变形破坏方向，控制岩体变形破坏方向，控制岩体变形破坏方向，稳定性计算的边界稳定性计算的边界稳定性计算的边界

17、稳定性计算的边界层面，软弱夹层面，软弱夹层面，软弱夹层面，软弱夹层，断层面或层，断层面或层，断层面或层，断层面或断层破碎带断层破碎带断层破碎带断层破碎带B.B.B.B.显现显现显现显现结构面结构面结构面结构面裂隙或裂隙或裂隙或裂隙或非充填非充填非充填非充填型型型型硬性结构面，随机断续分布，硬性结构面，随机断续分布，硬性结构面，随机断续分布，硬性结构面，随机断续分布，延伸长度米级延伸长度米级延伸长度米级延伸长度米级-数十米，具有数十米，具有数十米，具有数十米，具有统计优势方位统计优势方位统计优势方位统计优势方位破坏岩体的完整性，使岩破坏岩体的完整性，使岩破坏岩体的完整性，使岩破坏岩体的完整性，使

18、岩体力学性质具各向异性特体力学性质具各向异性特体力学性质具各向异性特体力学性质具各向异性特征，影响岩体变形破坏方征，影响岩体变形破坏方征，影响岩体变形破坏方征，影响岩体变形破坏方式式式式各类原生和构各类原生和构各类原生和构各类原生和构造裂隙，表生造裂隙，表生造裂隙，表生造裂隙，表生破裂结构面破裂结构面破裂结构面破裂结构面C.C.C.C.隐微隐微隐微隐微结构面结构面结构面结构面非贯通非贯通非贯通非贯通型型型型短小闭合，长度从毫米级至短小闭合，长度从毫米级至短小闭合，长度从毫米级至短小闭合，长度从毫米级至厘米级，随机分布可有统计厘米级，随机分布可有统计厘米级，随机分布可有统计厘米级，随机分布可有统

19、计优势方位优势方位优势方位优势方位影响岩块的强度和变形破影响岩块的强度和变形破影响岩块的强度和变形破影响岩块的强度和变形破坏特征坏特征坏特征坏特征岩石的隐微裂岩石的隐微裂岩石的隐微裂岩石的隐微裂隙隙隙隙第9页，共24页，编辑于2022年，星期六 1.2.2 1.2.2 1.2.2 1.2.2 岩体分类岩体分类 1.2.2.1 1.2.2.1 1.2.2.1 1.2.2.1 岩体结构分类岩体结构分类岩体结构分类岩体结构分类 按按按按建建建建造造造造特特特特征征征征可可可可将将将将岩岩岩岩体体体体划划划划分分分分为为为为块块块块体体体体状状状状（或或或或整整整整体体体体状状状状）结结结结构构构构、

20、块状结构、层状结构、碎块状结构和散体状结构等类型。块状结构、层状结构、碎块状结构和散体状结构等类型。块状结构、层状结构、碎块状结构和散体状结构等类型。块状结构、层状结构、碎块状结构和散体状结构等类型。块块块块体体体体状状状状结结结结构构构构：代代代代表表表表岩岩岩岩性性性性均均均均一一一一，无无无无软软软软弱弱弱弱面面面面的的的的岩岩岩岩体体体体，含含含含有有有有的的的的原原原原生生生生结结结结构构构构面面面面具具具具有有有有较较较较强强强强的的的的结结结结合合合合力力力力，间间距距大大于于1m1m1m1m。通通常常出出现现在在厚厚层层的的碳碳酸酸盐盐岩岩、碎碎屑屑岩岩；花花岗岗岩岩、闪闪长长

21、岩岩；原原生生节节理理不不太太发发育的流纹岩、安山岩、玄武岩、凝灰角砾岩中等。育的流纹岩、安山岩、玄武岩、凝灰角砾岩中等。第10页，共24页，编辑于2022年，星期六 块块体体结结结结构构构构：代代代代表表表表岩岩岩岩性性性性较较较较均均均均一一一一，含含含含有有有有2-32-32-32-3组组较较发发育育的的软软弱弱结结构构面面的的岩岩体体，结结构构面面间间距距1 1 1 10.5m0.5m0.5m0.5m。成成成成岩岩岩岩裂裂裂裂隙隙隙隙较较较较发发发发育育育育的的的的厚厚厚厚层层层层砂砂砂砂岩岩岩岩或或或或泥泥泥泥岩岩岩岩，槽槽槽槽状状状状冲冲冲冲刷刷刷刷面面面面发发发发育育育育的的的的

22、河河河河流流流流相相相相砂砂砂砂岩岩岩岩体体体体等等等等沉沉沉沉积积积积岩岩岩岩，原原原原生生生生节节节节理发育的火山岩体等。理发育的火山岩体等。理发育的火山岩体等。理发育的火山岩体等。层层层层状状状状结结构构：代代代代表表表表一一一一组组组组连连连连续续续续性性性性好好好好，抗抗抗抗剪剪剪剪性性性性能能能能显显显显著著著著较较较较低低低低的的的的软软软软弱弱弱弱面面面面的的的的岩岩岩岩体体体体，一一一一般般般般岩岩岩岩性性性性不不不不均均均均一一一一。可可可可进进进进一一一一步步步步分分分分为为为为层层层层状状状状（软软软软弱弱弱弱面面面面间间间间距距距距5050505030cm30cm），

23、薄薄薄薄层层层层状状状状（间间间间距距距距小小小小于于于于30cm30cm30cm30cm）。还还还还可可可可以以以以据据据据不不不不均均均均一程度划分出软硬相间的互层状结构。一程度划分出软硬相间的互层状结构。一程度划分出软硬相间的互层状结构。一程度划分出软硬相间的互层状结构。碎块状碎块状结构结构结构结构：代表含有多组密集结构面的岩体，岩体：代表含有多组密集结构面的岩体，岩体被分割成碎块状，以某些动力变质岩为典型。被分割成碎块状，以某些动力变质岩为典型。散体状结构散体状结构散体状结构散体状结构 另外按岩体的改变程度可划分为完整的、块裂化或板裂另外按岩体的改变程度可划分为完整的、块裂化或板裂另外

24、按岩体的改变程度可划分为完整的、块裂化或板裂另外按岩体的改变程度可划分为完整的、块裂化或板裂化，碎裂化、散体化的等四个等级。化，碎裂化、散体化的等四个等级。化，碎裂化、散体化的等四个等级。化，碎裂化、散体化的等四个等级。第11页，共24页，编辑于2022年，星期六 1.2.2.2 1.2.2.2 1.2.2.2 1.2.2.2 岩体的工程分类岩体的工程分类岩体的工程分类岩体的工程分类 工工程程应应用用分分类类是是以以岩岩体体稳稳定定性性或或岩岩体体质质量量评评价价为为基基础础的的分分类类。为为综综合合性性分分类类，目目前前主主要要考考虑虑三三方方面面因因素素的的指指标标：即即与与岩岩石石工工程

25、程性性质质有有关关的的指指标标（力力学学性性质质）、岩岩体体后后期期改改造造有有关关的的指指标标(岩岩体体结结构构)和和和和岩岩岩岩体体体体赋赋赋赋存存存存条条条条件件件件方方方方面面面面的的的的指指指指标标标标（地地地地下水或地应力）。下水或地应力）。下水或地应力）。下水或地应力）。通常有通常有通常有通常有:RMR(RMR(RMR(RMR(宾尼亚斯基分类，宾尼亚斯基分类，宾尼亚斯基分类，宾尼亚斯基分类，Bieniawski);Bieniawski);Bieniawski);Bieniawski);巴顿的巴顿的巴顿的巴顿的Q Q分类分类分类分类;谷德振的岩体质量指标谷德振的岩体质量指标Z Z系

26、统分类（系统分类（系统分类（系统分类（19791979）。）。）。）。(见表见表1-31-3。)第12页，共24页，编辑于2022年，星期六分类方案岩体质量指标计算公式及方法参数RMR系统 RMR=A+B+C+D +E+F 和差综合法 （并联系统）（T.Bieniawski,1973)A岩石强度（点荷载.单轴压)分数 150BRQD(岩石质量指标）分数 203D不连续面性状（粗糙夹泥）分数 300C不连续面间距（2m3m)分数 205E地下水（干燥流动）分数 150F不连续面产状条件（很好很差）分数 0-12等级划分I 很好 RMR 10081II 好 RMR 8061III 中等 RMR 6

27、041IV 差 RMR 4021V 很差 RMR=20RSR系统RSR=A+B+C 和差综合法 （并联系统）（G.Wickham,1974)A地质（岩石类型：按三大岩类由硬质至破碎划分四个等级。构造由整体强烈断裂褶皱分为四等），分数 306B节理裂隙特征（按整体至极密集分为6个等级，按走向 倾角与掘进方向关系折减）分数 457C地下水（无至大量）分数 256RSR的变化范围 25100Q 系统 Q=RQD/Jn .Jr/Ja .Jw/SRF 乘积法 串联系统（Baton,1974)RQD岩石质量指标 0100Jn裂隙组数，无裂破裂，0.520 Jr裂隙粗糙度，粗糙镜面，40.5 Ja裂隙蚀变程

28、度，新鲜蚀变夹泥，0.7520 Jw裂隙水折减系数，干燥特大水流，10.05SRF应力折减系数，表示洞室开挖中岩性和地应力对 围岩抗变形能力的折减，高者可达20（高应力状态 岩石 趋于流动），低者2.5（接近地表的坚硬岩石）很好 Q 4001000 极好 Q 100400 很好 Q 40100 好 Q 1040 一般 Q 4 10 坏 Q 14 很坏 Q 0.11 坏 Q 0.010.1 特坏 Q 0.0010.01Z系统 Z=I.f.R 乘积法（串联系统）谷德振，1979I完整性系数，I=V2m/V2rVm岩体中纵波速 Vr岩石中纵波速f结构面抗剪强度系数R岩石坚固系数（为岩石湿单轴抗压强度

29、的百分之一）Z的变化范围为0.0120 表13 岩体质量分类代表性方案第13页，共24页，编辑于2022年，星期六1.2.2.3 1.2.2.3 分类标准的定量化分类标准的定量化岩体质量指标岩体质量指标岩岩体体质质量量分分类类的的研研究究趋趋势势：从从单单因因素素単単指指标标向向多多因因素素多指标、多因素综合指标的方向发展。多指标、多因素综合指标的方向发展。7070年年代代以以来来岩岩体体分分类类中中采采用用了了“岩岩体体质质量量指指标标”或或“综综合合特特征征指指标标”来来判判别别岩岩体体性性能能的的优优劣劣，因因而而含含有有这这类类指指标标的的分分类类又又被被称称为为岩岩体体质质量量分分级

30、级，如如上所述的上所述的RMRRMR、Q Q和和Z Z系统。系统。分分类类中中有有了了定定量量指指标标作作为为依依据据，更更便便于于将将作作过过详详细细勘勘探探测测试试研研究究的的场场地地的的经经验验和和成成果果应应用用于于研研究究程程度度较较差差或或处处于于勘勘探探初初级级阶阶段段的的工工地地，从从而而达达到到简简化化或或减减少勘探程序和工作量的目的。少勘探程序和工作量的目的。第14页，共24页，编辑于2022年，星期六 分分类类中中，为为了了探探讨讨不不同同分分类类方方案案之之间间的的相相关关性性，鲁鲁弗弗里里奇奇等等根根据据新新西西兰兰多多个个工工程程的的经经验验，对对RMRRMR、RS

31、RRSR和和Q Q系统三者得出的如下关系式：系统三者得出的如下关系式：RMR=1.35lgQ+43RMR=1.35lgQ+43RSR=0.77RMR+12.4RSR=0.77RMR+12.4RSR=13.3lgQ+46.5RSR=13.3lgQ+46.5 第15页，共24页，编辑于2022年，星期六1.3 1.3 岩体原生结构特征的岩相分析岩体原生结构特征的岩相分析 岩相的横向变化引起岩相的横向变化引起岩性及厚度岩性及厚度岩性及厚度岩性及厚度的变化，从而引起岩体的变化，从而引起岩体的变化，从而引起岩体的变化，从而引起岩体的力学性质在横向上的差异性。岩石的沉积环境不同，同的力学性质在横向上的差异

32、性。岩石的沉积环境不同，同的力学性质在横向上的差异性。岩石的沉积环境不同，同的力学性质在横向上的差异性。岩石的沉积环境不同，同一类岩石的工程地质性质有差别。充分了解岩相变化可以一类岩石的工程地质性质有差别。充分了解岩相变化可以一类岩石的工程地质性质有差别。充分了解岩相变化可以一类岩石的工程地质性质有差别。充分了解岩相变化可以更好地提供面上资料，为工程建设服务。更好地提供面上资料，为工程建设服务。更好地提供面上资料，为工程建设服务。更好地提供面上资料，为工程建设服务。1.3.1 1.3.1 河流相沉积岩岩体结构特征的岩相分析河流相沉积岩岩体结构特征的岩相分析河流相沉积岩岩体结构特征的岩相分析河流

33、相沉积岩岩体结构特征的岩相分析1高弯度河流沉积相模式及该相岩体的主要工程地质特高弯度河流沉积相模式及该相岩体的主要工程地质特征征 坡降缓，弯度大，流态稳定，水流较深，单向环流为坡降缓，弯度大，流态稳定，水流较深，单向环流为坡降缓，弯度大，流态稳定，水流较深，单向环流为坡降缓，弯度大，流态稳定，水流较深，单向环流为主。主。主。主。第16页，共24页，编辑于2022年，星期六其主要工程特征有：其主要工程特征有：其主要工程特征有：其主要工程特征有：a.a.a.a.岩体具层状或软硬相间互层状结构特岩体具层状或软硬相间互层状结构特岩体具层状或软硬相间互层状结构特岩体具层状或软硬相间互层状结构特征；征；征

34、；征；b.b.b.b.砂岩体抗风化性能弱，强度具明显自下而上的递变规律砂岩体抗风化性能弱，强度具明显自下而上的递变规律砂岩体抗风化性能弱，强度具明显自下而上的递变规律砂岩体抗风化性能弱，强度具明显自下而上的递变规律 如四川白垩系红层的砂岩。如四川白垩系红层的砂岩。如四川白垩系红层的砂岩。如四川白垩系红层的砂岩。2辫状（游荡型）河流沉积相模式辫状（游荡型）河流沉积相模式辫状（游荡型）河流沉积相模式辫状（游荡型）河流沉积相模式 特特特特点点点点：坡坡坡坡降降降降陡陡陡陡，河河河河床床床床不不不不稳稳稳稳定定定定，弯弯度度小小，水水浅浅，流流流流态态态态不不不不稳稳稳稳定，具复杂环境的河流沉积模式。

35、定，具复杂环境的河流沉积模式。定，具复杂环境的河流沉积模式。定，具复杂环境的河流沉积模式。岩岩岩岩体体体体主主主主要要要要工工工工程程程程地地地地质质质质特特特特征征征征：a.a.a.a.岩岩岩岩体体体体具具具具层层层层状状状状或或或或块块块块状状状状结结结结构构构构特特特特征征征征：岩岩岩岩体体体体中中中中以以以以含含含含泥泥泥泥砂砂砂砂砾砾砾砾的的的的滞滞滞滞留留留留砾砾砾砾石石石石层层层层为为为为其其其其主主主主要要要要软软软软弱弱弱弱层层层层，断断断断续续续续分分分分布布布布，起伏差大，多呈槽状；起伏差大，多呈槽状；起伏差大，多呈槽状；起伏差大，多呈槽状；b.b.b.b.砂岩体具较高的

36、抗风化能力和强度。砂岩体具较高的抗风化能力和强度。砂岩体具较高的抗风化能力和强度。砂岩体具较高的抗风化能力和强度。1.3.21.3.21.3.21.3.2岩体原生结构特征的亚相、微相分析岩体原生结构特征的亚相、微相分析岩体原生结构特征的亚相、微相分析岩体原生结构特征的亚相、微相分析 1软弱夹层的亚相、微相分析软弱夹层的亚相、微相分析软弱夹层的亚相、微相分析软弱夹层的亚相、微相分析河河河河流流流流相相相相沉沉沉沉积积积积岩岩岩岩的的的的软软软软弱弱弱弱夹夹夹夹层层层层可可可可以以以以分分分分若若若若干干干干亚亚亚亚相相相相、微微微微相相相相。沉沉沉沉积积积积层层层层顶顶顶顶部泥岩、粉砂岩软弱夹层

37、亚相可分为洪泛相泥岩层、部泥岩、粉砂岩软弱夹层亚相可分为洪泛相泥岩层、部泥岩、粉砂岩软弱夹层亚相可分为洪泛相泥岩层、部泥岩、粉砂岩软弱夹层亚相可分为洪泛相泥岩层、第17页，共24页，编辑于2022年，星期六和和和和天天天天然然然然堤堤堤堤相相相相粉粉粉粉砂砂砂砂质质质质泥泥泥泥岩岩岩岩层层层层。它它它它们们们们的的的的现现现现场场场场环环环环境境境境有有有有很很很很大大大大区区区区别别别别，促促促促成成成成结结结结构构构构构构构构造造造造的的的的差差差差别别别别。前前前前者者者者水水水水平平平平层层层层理理理理，泥泥泥泥裂裂裂裂构构构构造造造造；后后后后者者者者常常常常常常常常具有微波层理，粒

38、度粗，工程地质性要好些。具有微波层理，粒度粗，工程地质性要好些。具有微波层理，粒度粗，工程地质性要好些。具有微波层理，粒度粗，工程地质性要好些。2 砂岩体中原生结构面的微相分析。砂岩体中原生结构面的微相分析。经经岩岩相相学学者者研研究究，搬搬运运泥泥沙沙的的粒粒度度、河河水水的的流流态态、流流速速具具有有不不一一定定相相关关关关系系。所所以以研研究究粒粒度度、岩岩体体的的结结构构、构构造造推推测测古古环环境境、气气候候与与流流速速等等沉沉积积环环境境。对对于于地地质质工工程程，工工程程师师依依据据沉沉积积环环境境预预测测空空间间岩岩体体的的工程地质性质。工程地质性质。第18页，共24页，编辑于

39、2022年，星期六1.4 1.4 1.4 1.4 岩体构造结构特征的地质力学分析岩体构造结构特征的地质力学分析岩体构造结构特征的地质力学分析岩体构造结构特征的地质力学分析 1.4.1 1.4.1 构造断裂的基本组合模式构造断裂的基本组合模式 .根根根根据据据据构构构构造造造造断断断断裂裂裂裂组组组组合合合合规规规规律律律律去去去去分分分分析析析析评评评评价价价价区区区区域域域域构构构构造造造造稳稳稳稳定定定定性性性性或或或或岩体稳定性。岩体稳定性。岩体稳定性。岩体稳定性。.通通通通过过过过追追追追溯溯溯溯应应应应力力力力场场场场演演演演变变变变史史史史来来来来阐阐阐阐明明明明具具具具有有有有复

40、复复复杂杂杂杂历历历历史史史史的的的的构构构构造造造造断裂的工程地质性质。断裂的工程地质性质。3确定确定确定确定构造体系构造体系构造体系构造体系 所谓所谓所谓所谓构造体系构造体系是指中同一个正应力场内具有成生联系的构造是指中同一个正应力场内具有成生联系的构造是指中同一个正应力场内具有成生联系的构造是指中同一个正应力场内具有成生联系的构造形迹的组合。形迹的组合。形迹的组合。形迹的组合。例如，新华夏系，纬向构造体系，经向构造体系例如，新华夏系，纬向构造体系，经向构造体系例如，新华夏系，纬向构造体系，经向构造体系例如，新华夏系，纬向构造体系，经向构造体系都有一套特有的结构面。都有一套特有的结构面。都

41、有一套特有的结构面。都有一套特有的结构面。鉴别方法鉴别方法鉴别方法鉴别方法 4 4确定构造应力场的先后确定构造应力场的先后确定构造应力场的先后确定构造应力场的先后 采用结构面的配套方法，结构面的切割关系，确定采用结构面的配套方法，结构面的切割关系，确定体系的先后顺序。体系的先后顺序。第19页，共24页，编辑于2022年，星期六q1.4.2 1.4.2 1.4.2 1.4.2 走滑断裂区岩体结构特征分析走滑断裂区岩体结构特征分析走滑断裂区岩体结构特征分析走滑断裂区岩体结构特征分析 （1 1 1 1）走滑断裂的基本组合模式）走滑断裂的基本组合模式 典型的走滑断裂系统发育在相对稳定的地块中，也可典型

42、的走滑断裂系统发育在相对稳定的地块中，也可典型的走滑断裂系统发育在相对稳定的地块中，也可典型的走滑断裂系统发育在相对稳定的地块中，也可 于于于于板板板板块块块块转转转转换换换换断断断断层层层层接接接接触触触触带带带带，它它它它是是是是最最最最大大大大、最最最最小小小小主主主主应应应应力力力力近近近近于于于于水水水水平平平平的的的的地地地地应应应应力力力力环环环环境境境境下下下下的的的的产产产产物物物物，大大大大多多多多属属属属于于于于脆脆脆脆性性性性剪剪剪剪切切切切破破破破裂裂裂裂。按按按按地地地地质质质质力力力力学学学学观观观观点点点点，断断断断裂裂裂裂组组组组合合合合可可可可有有有有多多多

43、多种种种种形形形形式式式式，但但但但某某某某一一一一主主主主干干干干断断断断层层层层与与与与其其其其伴伴伴伴生生生生的的的的不不不不同同同同次次次次序序序序的的的的断断断断裂裂裂裂的的的的组组组组合合合合形形形形式式式式，可可可可视视视视为为为为基基基基本本本本模模模模式式式式。巴巴巴巴杰杰杰杰利利利利（1959195919591959）曾曾曾曾提提提提出出出出一一一一对对对对共共共共额额额额走走走走滑滑滑滑断断断断层层层层与与与与各各各各序序序序次次次次断断断断裂裂裂裂共共共共生生生生 组合的理想模式（图组合的理想模式（图组合的理想模式（图组合的理想模式（图1-81-81-81-8）。）。（

44、2 2 2 2）多期构造的地质力学分析）多期构造的地质力学分析重合；正交；斜接重合；正交；斜接重合；正交；斜接重合；正交；斜接第20页，共24页，编辑于2022年，星期六第21页，共24页，编辑于2022年，星期六1.5 1.5 岩体结构特征的统计分析岩体结构特征的统计分析 1.5.1 结结构构面面统统计计主主要要统统计计优优势势方方位位，间间距距，长度，连续率等。长度，连续率等。结构面优势方向：结构面较发育的方位。结构面优势方向：结构面较发育的方位。结结构构面面统统计计中中由由于于类类规规模模大大，一一般般都都有有专专题题研研究究，C C类类结结构构面面规规模模小小，具具体体反反映映在在岩岩

45、块块或或大大试试件件试试验验成成果果中中。而而B B类类结结构构面面适适合合野野外外实实测测，即即在在岩岩体体中中目目测测的的裂裂隙隙系系统统。有有多多种种测测量量方方法法，如如岩岩心心裂裂隙隙测测量量法法（RQDRQD），取取样样窗窗法法（sampling sampling windowwindow），又又可可称称为为面面积积测测量量方方法法和和路路线线精精测测法法（line line scaningscaning）。实实践践表表明明，路路线线精精测测法法较较为为完完整。整。第22页，共24页，编辑于2022年，星期六 为为了了客客观观反反映映统统计计数数据据的的正正确确性性，需需要要进行资

46、料校正进行资料校正（P26P26、2727）通常要进行两方面的校正：通常要进行两方面的校正：.长度校正长度校正 N N校校正正后后的的数数目目，N N实实测测数数，L Ls s长长测测线线长长度度，L Ln n实测长度。实测长度。.方位校正方位校正P261.5.2 1.5.2 岩体结构特征量化模式程序岩体结构特征量化模式程序 以以校校正正后后的的资资料料为为基基础础，建建立立岩岩体体的的定定量量化模式，其程序见图化模式，其程序见图1-301-30。第23页，共24页，编辑于2022年，星期六 1.5.3 1.5.3 岩体结构面优势方位统计分析岩体结构面优势方位统计分析岩体结构面优势方位统计分析

47、岩体结构面优势方位统计分析.某测线上平均间距某测线上平均间距某测线上平均间距某测线上平均间距 N N N N条测线平均间距为：条测线平均间距为：条测线平均间距为：条测线平均间距为：其倒数定义为结构面的密度：其倒数定义为结构面的密度：其倒数定义为结构面的密度：其倒数定义为结构面的密度：.结构面的平均间断长和连续率结构面的平均间断长和连续率 如如如如果果果果现现现现场场场场实实实实测测测测结结结结构构构构面面面面的的的的平平平平均均均均长长长长度度度度L L L L和和和和平平平平均均均均间间间间断断断断长长长长i i i i，则则则则可可可可判断结构面的平均连续率：判断结构面的平均连续率：判断结构面的平均连续率：判断结构面的平均连续率：结构面的连续率为：结构面的连续率为：结构面的连续率为：结构面的连续率为：第24页，共24页，编辑于2022年，星期六