3.1巖體力學(xué)性質(zhì).ppt

1,3巖體力學(xué)性質(zhì),巖石力學(xué)與工程,ROCKMECHANICSANDENGINEERING,巖體結(jié)構(gòu),ROCKMASSSTRUCTURE,3,3.1巖體結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容,1巖體結(jié)構(gòu)要素2結(jié)構(gòu)面類型3結(jié)構(gòu)面分級(jí)及其特性4結(jié)構(gòu)面狀態(tài)5巖體結(jié)構(gòu)類型,4,3.1.1巖體結(jié)構(gòu)要素,5,3.1.2結(jié)構(gòu)面（Structuralplane)類型1,6,3.1.2結(jié)構(gòu)面（Structuralplane)類型2,7,3.1.2結(jié)構(gòu)面（Structuralplane)類型3,8,3.1.3結(jié)構(gòu)面分級(jí)及其特性1,9,3.1.3結(jié)構(gòu)面分級(jí)及其特性2,10,3.1.3結(jié)構(gòu)面分級(jí)及其特性3,11,3.1.3結(jié)構(gòu)面分級(jí)及其特性4,12,3.1.3結(jié)構(gòu)面分級(jí)及其特性5,13,3.1.4結(jié)構(gòu)面狀態(tài),1）結(jié)構(gòu)面貫通類型和連續(xù)性a.貫通類型非貫通性結(jié)構(gòu)面：較短、不能貫通,巖塊強(qiáng)度降低、變形增大.半貫通性結(jié)構(gòu)面：有一定長度、不能貫通,巖塊強(qiáng)度降低、變形增大貫通性結(jié)構(gòu)面：長度較長、連續(xù)好、貫通整個(gè)巖體、構(gòu)成巖體邊界，它對(duì)巖體有較大的影響，破壞常受這種結(jié)構(gòu)面控制,14,b.連續(xù)性結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性反映結(jié)構(gòu)面的貫通程度。線連續(xù)性系數(shù)K1：沿結(jié)構(gòu)面延伸方向上，結(jié)構(gòu)面各段長度之和與測線長度比值,K1=a/(a+b),15,面連續(xù)性系數(shù)（面切割度）Xe：在巖體中沿結(jié)構(gòu)面延展平面上，結(jié)構(gòu)面各塊面積之和a與該斷面面積A之比,Xe=a/A,16,巖體按切割度Xe的分類表,17,跡長：在巖體中沿結(jié)構(gòu)面延展跡線的長度。,國際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)(ISRM，1978)建議：用結(jié)構(gòu)面的跡長來描述和評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性，并制訂了相應(yīng)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),18,結(jié)構(gòu)面的密集程度反映結(jié)構(gòu)面發(fā)育的密集程度。裂隙度K：沿取樣線方向單位長度上的結(jié)構(gòu)面數(shù)量。設(shè)取樣線長度為L,單位m,該長度內(nèi)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)面數(shù)量n，沿取樣線方向結(jié)構(gòu)面平均間距為d，則,K=n/L，d=1/K=L/n,線密度Kd：若取樣線垂直結(jié)構(gòu)面，則裂隙度被稱為線密度。,間距d：同一組結(jié)構(gòu)面法線方向上結(jié)構(gòu)面平均距離。,Kd=n/L，d=1/Kd=L/n,2）結(jié)構(gòu)面密集程度,19,按結(jié)構(gòu)面間距d的分級(jí)表,20,多組結(jié)構(gòu)面裂隙度K的計(jì)算：,Ka=1/max=cosa/da，Kb=1/mbx=cosb/db，Kn=1/mnx=cosn/dnK=Ka+Kb+Kn,結(jié)構(gòu)面按裂隙度K分類：k=01為疏節(jié)理，k=110為密節(jié)理，k=10100為非常密集節(jié)理，k=1001000為壓碎、糜棱化。,21,裂隙度K與的線密度Kd關(guān)系：假設(shè)測線OC是水平布置的，且與結(jié)構(gòu)面法線OA在水平面上的投影線OB的夾角為，結(jié)構(gòu)面的傾角為，則,體切割度Xv：面切割度Xe與裂隙度K的乘積；表示一組結(jié)構(gòu)面對(duì)巖體的切割程度。,XvKXe,22,3）結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀：要素：走向、傾向、傾角與主應(yīng)力之間的關(guān)系：控制巖體的破壞機(jī)理與強(qiáng)度。,23,4）結(jié)構(gòu)面形態(tài)：要素：起伏形態(tài)、起伏角、粗糙度。對(duì)巖體的力學(xué)性質(zhì)和剪切強(qiáng)度有影響。起伏角:i=arctan(2h/L),24,粗糙度系數(shù)：JRC（jointroughnesscoefficent)巴頓（Barton，1977）提出：粗糙度標(biāo)準(zhǔn)及粗糙系數(shù)挪威巖土工程研究所(NorwegianGeotechnicalIinsitute),25,5）結(jié)構(gòu)面張開度：張開度：結(jié)構(gòu)面兩壁間的垂直距離。點(diǎn)接觸：起伏、鋸齒的凸起點(diǎn)，粘聚力降低。張開:強(qiáng)度決定于充填物。,結(jié)構(gòu)面按張開度分級(jí),26,6）結(jié)構(gòu)面的膠結(jié)充填物：a.膠結(jié)充填物成分對(duì)結(jié)構(gòu)面力學(xué)性質(zhì)的影響：鐵硅質(zhì)膠結(jié)強(qiáng)度高；鈣質(zhì)膠結(jié)強(qiáng)度較差；黏土、泥質(zhì)膠結(jié)強(qiáng)度最差。b.膠結(jié)充填物厚度對(duì)結(jié)構(gòu)面力學(xué)性質(zhì)的影響：薄膜充填：厚度小于1mm、應(yīng)力礦物、強(qiáng)度明顯降低；端續(xù)充填：厚度小于起伏、強(qiáng)度與充填物和結(jié)構(gòu)面有關(guān)；連續(xù)充填：厚度稍大于起伏、強(qiáng)度取決于充填物。后層充填：厚度遠(yuǎn)大于起伏、強(qiáng)度取決于充填物、易滑移。,27