当前课程知识点：地质学与工程地质 > 第10章 岩石和岩体的工程地质性质 > 10.4 岩体结构、结构面与结构体 > Chapter 10.4 岩体结构、结构面与结构体
同学们好欢迎来到地质学与工程地质课程
我们修建大坝 开挖隧道 开挖边坡
首先考虑的就是所遇到的岩体
在工程施工及运营期间是不是稳定的
或者是说工程岩体的稳定性问题
而对于岩体的稳定性起制约作用的是什么
是不是岩体内部的结构面
及由此而产生的一些工程地质问题
当然岩石的工程地质性质是
影响岩体工程地质性质的一个重要基础
岩体的工程地质性质
是工程地质学研究的重要内容之一
这节课呢我们先来学习岩体结构
结构面及结构体
自然界中的岩体可以说是多种多样
即便是同一个工程岩体
它们的岩性相同
不同的空间位置的岩体也是千差万别
这是两个岩体的模型
如果构成它的岩石的工程性质相同
那么它们还存在着哪些方面的差异
或者是说哪些因素会决定着它们的工程性质
是不是结构面的性质
各个结构面的空间组合关系
及由它们切割而形成的结构体的空间形态
也就是岩体结构
所谓岩体结构也就是岩体中的结构面
结构体的形态 规模 性质及其组合关系
结构面和结构体也就构成了岩体结构的两个要素
前面我们说过研究岩体的关键在于研究岩体的结构
而岩体的结构重点是不是在于结构面
在结构面方面主要从结构面的类型
特征等几个方面我们进行详细的学习和认识
结构面的工程地质性质与它的成因有很大的关系
成因不同它们的工程性质和形态有很大的差别
那就成因类型大致可以将结构面划分为原生结构面
构造结构面和次生结构面三大类
其中原生结构面是指岩体在形成过程中
而形成的结构面
包括沉积岩形成过程中形成的沉积结构面
比如岩层的层面 沉积间断面
比如不整合面和假整合面等
沉积结构面的产状通常空间延展性比较好
表面也比较平整
岩体沿着这些结构面的抗剪强度
要比垂直于它们的抗剪强度低很多
如果这些结构面倾向坡外
是不是对边坡的稳定性是十分不利的
所以在分析稳定性时
一定要查明这些普遍分布
而又延伸广的沉积结构面
另一类是火成结构面它是岩浆
在侵入及冷凝形成岩浆岩的过程中
而形成的一些结构面
比如玄武岩在冷凝过程中
由于体积收缩而产生的柱状节理
喷出岩与下伏岩体的接触面
还有岩浆岩在流动冷凝过程中
形成的一些矿物的定向性排列
比如流纹岩中的流纹 流层等等
还有一类就是变质结构面
它是区域变质作用过程中
由于矿物的定向性排列而形成的一些结构面
比如变质岩中的片麻理 片理 板劈理等等
特别是一些薄层状且强度较低的片岩如滑石片岩
绿泥石片岩等等
它们在外动力作用下很容易被风化
常常会构成岩体内的一些软弱的夹层
对岩体稳定性极其不利
构造结构面呢它是由于构造运动作用
而在岩体内部形成的一些破裂面
比如岩体中广泛存在的节理面
还有断裂破碎带 也就是断层
它们一般是岩体中规模较大的结构面
对于工程岩体的稳定性可以说起着控制作用
通常会造成隧道塌方 突水等灾害
还有一类呢就是层间错动带
它是由于岩层在构造变动过程中
岩层间产生相对的位移
或者是错动而形成的结构面
这种现象在褶皱岩层区及大的一些断层两侧分布较多
自然界中的层间错动
通常沿着原生结构面发展
受层间错动的影响
通常造成软弱夹层形成一些碎屑状或者是片状
并在地下水的作用下发生泥化现象
形成强度较低的泥化夹层
次生结构面呢 它是岩体在风化
卸荷及地下水等作用下形成的破裂面
比如说一些岩体受剥蚀或人工开挖等
影响引起原有的地应力的释放
从而在临空面附近的岩体发生回弹变形
应力重分布而形成一些破裂面
又称为卸荷裂隙
这种卸荷裂隙在高地应力区非常地明显
这是小湾电站坝址区开挖过程中产生的一些卸荷裂隙
一层一层地像洋葱皮一样 所以又叫葱剥皮现象
而且有时在施工过程中
可能伴随有啪啪啪的岩爆声
在高山峡谷地区由于河流下切
而引起的卸荷裂隙发育深度有时很深
卸荷裂隙通常平行于临空面
对于工程岩体的稳定性十分不利
在一定程度上会恶化工程区的岩体稳定性问题
还有一类次生结构面就是风化裂隙
主要是由风化作用而形成的
比如植物根劈作用而形成的裂隙
还有季节性冻融地区形成的冻融裂隙等等
它们一般分布比较浅
在工程岩体中除了广泛分布
有上述类型的结构面外
还有一类特殊的软弱结构面
就是软弱夹层 它主要是分布在岩体中
一些软弱的层状地质体
强度一般比周围的岩体低很多
延伸也比较长 厚度一般在几厘米到几十厘米之间
它对于工程岩体的滑移稳定性有着重要的意义
通常会造成岩体的一个重要的滑动面
比如在坝基下面 如果存在着这种缓倾向的软弱夹层
是不是将大大地降低岩体的抗滑稳定性
另外如果边坡中存在倾向坡外的软弱夹层
它对稳定性是不是也不利
软弱夹层在水电工程中经常地遇到
根据统计我国现有及在建的大坝坝基中
约有三分之二涉及到软弱夹层问题
国际上呢也有许多大坝的破坏与软弱夹层有关
比如美国的奥斯汀重力坝它的失事
主要是由于沿着坝基中的页岩夹层产生滑动而引起的
因此在工程建设中一定要重视
工程区软弱夹层的调查和研究
查明软弱夹层的成分 产状和分布等等
提前采取必要的加固和防范措施
从成因上来讲呢 软弱夹层大致可以分为三类
也就是原生软弱夹层
构成成因的软弱夹层
还有次生的软弱夹层
各类工程岩体通常被结构面切割
而形成各种各样大小不一的结构体
它的形状主要取决于周围结构面的产状和组数
一般情况下是非常不规则的
为了便于分析和研究呢
通常将它们简化为三类
也就是板状的 锥状的 还有柱状的
但是即便是相同形状的结构体
它们的大小不同 稳定性也有很大的差别
体积较大的结构体不容易变形
而且不同的结构体之间会相互咬合或锁合
从而提高它们的稳定性
而对于一些小的结构体是不是非常容易发生掉落
有的甚至会发生像土一样的流动破坏
另外形状和体积相同的结构体
所在的工程岩体部位不同
它们的稳定性也会不同
比如这个岩体 里面存在了若干种结构面
由于洞室开挖是不是形成了几个结构体啊
在这些结构体中哪些是不稳定的
最上面这块是不是稳定性最差
容易发生掉落 左边这一块呢
如果它的下滑力超过了这个结构面的抗剪强度
是不是也容易下滑失稳
而右侧这个结构体呢
由于下面的这组结构体倾向于岩体内部
它是不是相对稳定一些
当然下边的这个结构体它的稳定性最好
好 这节课我们学习了岩体结构的概念
结构面的成因类型及结构体的形态
通过这节课的学习同学们要掌握
岩体结构和软弱夹层的概念及工程意义
了解常见的结构面成因类型及结构体的形态特征
-0.1 人类工程活动与地质环境
-0.2 工程地质学的任务
-知识巩固--作业
-1.1 地球的形成与演化
-1.2 地球的基本性质
-1.3 岩石圈板块构造与地质作用
-知识巩固
-2.1 地壳运动
--默认
-2.2 岩浆作用
-2.3 变质作用
-2.4 地震作用
-知识巩固
-3.1 引述
-3.2 风化作用
-第3章 外动力地质作用--3.2 风化作用
-3.3 地面流水的地质作用
-3.3 地面流水的地质作用--作业
-3.4 风的地质作用
-3.4 风的地质作用--作业
-3.5 冰川的地质作用
-3.5 冰川的地质作用--作业
-知识巩固-基础篇--作业
-知识巩固-提高篇--作业
-4.1 矿物
-第4章 矿物与岩石--4.1 矿物
-4.2 岩浆岩
-第4章 矿物与岩石--4.2 岩浆岩
-4.3 沉积岩
-4.3 沉积岩--作业
-4.4 变质岩
-第4章 矿物与岩石--4.4 变质岩
-第4章 矿物与岩石--知识巩固-基础篇
-第4章 矿物与岩石--知识巩固-提高篇
-5 地质年代
-知识巩固--作业
-6.1 水平构造与倾斜构造
-6.2 褶皱构造
-6.3 断裂构造
-第6章 地质构造--知识巩固-基础篇
-第6章 地质构造--知识巩固-提高篇
-7.1 概述
-7.2 地质图的表示方法
-7.3 地质图的阅读和分析
-第7章 地质图--知识巩固-基础篇
-第7章 地质图--知识巩固-提高篇
-8.1 基本概念
-8.1 基本概念--作业
-8.2 地下水的埋藏类型与排泄
-第8章 地下水--8.2 地下水的埋藏类型与排泄
-8.3 地下水的运动
-8.3 地下水的运动--作业
-8.4 地下水的水质
-8.4 地下水的水质--作业
-8.5 与地下水有关的工程地质问题
-8.5 与地下水有关的工程地质问题--作业
-知识巩固-基础篇--作业
-第8章 地下水--知识巩固-提高篇
-9.1 土的物质组成
-9.1 土的物质组成--作业
-9.2 土的基本性质
-9.2 土的基本性质--作业
-9.3 土的工程分类
-9.4 特殊土及工程性质
-9.4 特殊土及工程性质--作业
-第9章 土体的工程地质性质--知识巩固-基础篇
-第9章 土体的工程地质性质--知识巩固-提高篇
-10.1 概述
--10.1练习
-10.2 岩石的物理和水理性质
--10.2练习
-10.3 岩石的力学性质
--10.3习题
-10.4 岩体结构、结构面与结构体
--10.4习题
-10.5 结构面的特征及力学性质
--10.5习题
-10.6 岩体力学性质
--10.6习题
-10.7 岩体的工程地质分类
--10.7习题
-知识巩固-基础篇--作业
-知识巩固-提高篇--作业
-11.1 斜坡变形与破坏
-11.1 斜坡变形与破坏--作业
-11.2 影响斜坡稳定的因素
-11.3 斜坡稳定性分析
-11.3 斜坡稳定性分析--作业
-11.4 岩质边坡稳定的结构分析法
-11.5 斜坡变形破坏防治原则与措施
-11.5 斜坡变形破坏防治原则与措施--作业
-第11章 斜坡稳定性工程地质问题分析--知识巩固-基础篇
-第11章 斜坡稳定性工程地质问题分析--知识巩固-提高篇
-12.1 地下洞室及其应力重分布
-12.1 地下洞室及其应力重分布--作业
-12.2 洞室围岩的变形与破坏
-12.3 影响洞室围岩稳定性的因素
-12.4 洞室围岩失稳的防治措施
-第12章 地下洞室围岩稳定性的工程地质分析--知识巩固
-13.1 水利工程坝基
--Chapter 13.1.1 坝型及对工程地质条件的要求
-13.2 常见地基处理方法
-第13章 地基岩体稳定性工程地质问题分析--知识巩固
-14.1 水库渗漏
-14.2 库岸稳定问题
-14.3 库周浸没及水库淤积
-知识巩固--作业
-15.1 概述
-15.2 工程地质测绘
-15.3 工程地质勘探与野外试验
-15.4 地质罗盘的使用方法
-知识巩固
-汶川地震泥石流——5年的回顾
--汶川地震泥石流
--汶川地震这五年
--解疑答惑
-期末考试
