第3章岩体结构控制论

岩体力学复习题一、判断（含填空）1、结构面组数越多，岩体强度越接近于结构面强度。

（∨）*2、.在原岩体内存在着原岩应力，其方向与水平方向垂直。

（×）3、岩石蠕变与岩石类别有关，与应力大小有关。

（∨）4、.弱面不仅能承受压缩及剪切作用，还能承受拉伸作用。

(×)5、岩石限制性剪切强度不是固定值，与剪切面上作用的正压力有关。

（∨）6、随开采深度增加，巷道围岩变形将明显增大。

（∨）7、从巷道周边围岩受力情况看，拱型断面巷道要比梯形巷道断面差。

（×）8、塑性变形与静水应力无关，只与应力偏量有关，与剪应力有关。

（∨）9、平行层理面的波速（或动弹性模量）总是大于垂直于层理面。

（∨）10、在我国工程岩体分级标准中，软岩表示岩石的饱和单轴抗压强度为5~15MPa。

（∨）11、岩石三向抗压强度不是一个固定值，将随围压变化而改变。

（∨）12、结构面组数越多，岩体越接近于各向异性。

（×）13、软弱岩层受力后变形较大，表明构造应力在软弱岩层中表现显著。

（×）14、对无粘聚力的松散体，由地表开始侧压力随深度成线性增长。

（∨）（15、我国工程岩体分级标准中是根据①结构面；②地下水；③地应力对岩石基本质量进行修正的。

（∨）16、岩石中含有的亲水性和可溶性矿物越多，软化系数越小。

（×）17、适用于拉伸破坏的判据是格里菲斯判据。

（∨）18、莫尔判据没有考虑中间主应力对岩石破坏的影响。

（∨）19、结构面的剪切刚度，随结构面的规模增大而减小。

（∨）20、随深度的增大，铅直天然应力而增大。

（∨）二、名词解释（含填空）1、岩石：指地壳中由矿物或岩屑，在地质作用下按一定规律聚集而成的自然物体（或集合体）。

2、岩体：指在自然界中处于一定地质环境中的各种岩性和结构特征的岩石所组成的集合体（或自然地质体）。

3、结构面：指在地质历史（尤其是地质构造影响）过程所形成的具有一定方向，厚度较小和一定延展长度的地质界面。

名词解释：红色，加粗，楷体。

简答的题：蓝色，宋体，加粗。

填空的题：粉色，黑体，加粗。

选择的题：绿色，行楷，加粗。

第 0 章绪论一、地质体： 是指由岩石组成的块体及在结垢面切割下具有一定的结构和构造、 占据地球 上一定空间的实体，称为地质体。

（名-1） 二、勘察专业所研究的岩体力学问题为： 与工程活动有关的地壳浅表层岩体变形及稳定性问题：岩石边坡、岩石地 基及硐室围岩等。

第 1 章 岩体地质与结构特征1.1 概述一、岩体 1、概念： 岩体是指地质历史过程中形成的， 由岩块和结构面网络组成的， 具有一定的 结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。

是岩体力 学研究的对象。

（名-2） 2、岩体的组成由结构面网络及其所围限的岩石块体组成。

3、岩体的物理力学性质特征：非均匀、非连续、各向异性和多相性。

1.2 岩块及其特征一、概念：岩块指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元 体。

（名-3） 二、物质组成： 岩石是由具有一定结构构造的矿物集合体组成， 因此岩块的力学性质主要取 决于岩块的矿物成分及其相对含量。

三、岩块的结构与构造： 岩块的结构是指岩石内矿物颗粒的大小、形状、排列方式及微结构面发育情 况与粒间连结方式等反映在岩块构成上的特征。

四、风化程度： 1、岩块的风化程度可用定性指标和某些定量指标表述。

2、判断岩块风化程度的定性指标主要有：颜色、矿物蚀变程度、破碎程度 及开挖锤击技术特征等。

3、判断岩块风化程度的定量指标主要有风化空隙率指标和波速指标等。

4、风化空隙率指标(Iw)是快速浸水后风化岩块吸入水的质量与干燥岩块质 量之比。

5、波速指标： （1）风化岩块纵波速度 （2）波速比：风化岩块与新鲜岩块的纵波速度比值； （3）风化系数：风化岩块与新鲜岩块的饱和单轴抗压强度比值。

1.3结构面特征一、概念：结构面（Structural Plane） 指地质历史发展过程中，在岩体 内形成的具有一定的延伸方向和长度，厚度相对较小的地质界面或带。

岩土工程优势结构面理论应用概述一、前言优势结构面理论是罗国煜教授在几十年实践基础上建立起来的，首先就岩坡问题于1979年提出，正式发表于1981年。

之后，在工程地质、岩土工程、地质灾害和环境地质中得到了广泛的应用，并取得了重要成果。

近六、七年将优势结构面理论继续应用于一些岩土工程实践中，使得优势结构面理论得到了深化和发展，其应用范围得到了拓展。

当前建筑中，一般都是以新的思路、新的分析方法去解答问题。

例如常见的岩土质量、岩体地基变形以及岩体力学选择等等问题。

这几个问题在施工中容易被忽视，在施工中如果正视这些问题，如果使得稳定性得到保障，那么岩土工程质量会提升。

二、优势结构面理论岩土结构控制论最初是由中国科学院地质研究所提出来的，很多学者也开始对该理论进行研究和使用。

优势结构面分析观点在这一理论中得以发展，并且取得了可喜可贺的进展。

岩体结构控制论认为，岩体是不完整的，它被各式各样的结构面进行切割。

这些切割主要包含节理裂缝、劈理、断层面以及软弱层等等。

优势结构面在结构面中基于一定的优势指标找出相对稳定的岩体稳定性结构层，这样可以更好把握工程基础。

在优势结构面理论中，最大的优、特点就是需要重视扎实，系统的地质分析过程，在优势面中认真找出破坏模式，在建立起对应的力学数学模型，这样进行向量化分析时，分析结果才更准确，从而获得良好发展效果。

选择优势结构面时，需要根据优势指标加以确定和选择，这样才可以基于一定的优势指标开展，从而确定出优势面。

三、岩土工程区域问题（一）岩土工程区域稳定性问题区域稳定性指的是构造稳定性，在优势结构面理论中，该理论认为对于任何一个工程。

在进行工程宏观建设时，应该从宏观上看该工程稳定性，使用到区域优势结构面分析。

地基本身比较稳，及时其他不稳。

如果深入研究就会明白，深部有一条大的活断裂，这样会使得桥墩本身逐渐失去稳定性。

如果往更大的方向分析查看，其实他本身就是不稳的。

沿着结构面整个桥墩都会坍塌。

绪论1、工程地质学：是地质学的分支学科，它研究与工程建设有关的地质问题，为工程建设服务，属于应用地质学的范畴。

2、工程地质学的主要任务：（1）阐明建筑地区的工程地质条件，并指出对建筑物有利和不利的因素。

（2）论证建筑物所存在的工程地质问题，进行定性和定量评价，做出确切的结论（3）选择地质条件良好的建筑场址，并根据场址的地质条件配置各建筑物。

（4）研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响，预测发展演化趋势，并提出对地质环境合理利用和保护的建议。

（5）根据建筑场址的具体地质条件，提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议，以及保证建筑物正常使用所应注意的地质要求。

（6）为拟定防治和改善不良地质作用的措施提供地质依据。

3、工程地质条件：是指与工程建筑有关的地质因素的综合，地质因素包括：岩土类型及工程性质、地质结构、地貌、水文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料等方面。

4、工程地质问题：是指工程地质条件与建筑物之间存在的矛盾。

5、工程地质学的研究方法：（1）自然历史分析法—地质学分析；（2）数学力学分析法—定量计算分析（（1）的基础上+边界+参数+公式/理论）；（3）模型模拟实验法—仿实体演绎法;（4）工程地质类比法—定性评价/半定量：将已建建筑物工程地质问题的评价经验运用到自然地质条件大致相同的拟建的同类建筑物中；6、工程地质学的“三大理论”：（1）工程地质条件成因演化论；（2）区域稳定性理论；（3）岩体结构控制论；第一章1、（论述）高山峡谷地带的工程地质条件特征：（1）地质结构：地质结构往往很复杂，多断层，甚至有活动断层；（2）地貌：河谷深切、沟谷发育、地势高耸、斜坡陡峭；（3）水文地质：地下水往往埋藏较深的基岩裂隙水，富水程度较低，但地下水交替强烈，水质多为低矿化而不具侵蚀性的水，但如遇可溶性碳酸盐或大的破碎带，则往往为强富水带；（4）工程动力地质作用：崩塌、滑坡、泥石流广泛发育，且规模往往很大；（5）天然建筑材料：以石料、粗骨料丰富，细骨料、土料缺乏；2、（论述）冲积平原地带的工程地质条件特征：（1）岩土类型：由各种砾、砂、粘性土互层组成的松软土体，强度低，易于变形；（2）地质构造：地质结构简单，主要形成各类土层的组合关系；（3）地貌：地表开阔、平坦，往往有各种型式河流阶地或埋藏古河床；（4）水文地质：地下水多为埋藏浅的孔隙潜水或层间水，粗砾、砾石层中客水，且水质良好，可作为良好的供水水质，但过量抽取会产生地面沉降；（5）工程地质条件：阶地斜坡有小型滑坡发育外，崩塌、滑坡、泥石流等外在地质灾害不发育；（6）天然建筑材料：以土料及细骨料丰富，粗骨料、石料缺乏。

绪论岩体力学的研究方法1、工程地质研究方法：目的是研究岩块和岩体的地质与结构特征，为岩体力学的进一步研究提供地质模型和地质资料。

2、试验法：科学试验是岩体力学研究中一种非常重要的方法，是岩体力学发展的基础。

3、数学力学分析法：数学力学分析是岩体力学研究中的一个重要环节。

它是通过建立岩体力学模型和利用适当的分析方法，预测岩体在各种力场作用下的变形与稳定性，为工程设计和施工提供定量依据。

4、综合分析法:这是岩体力学研究中极其重要的一套工作方法，采用多种方法，考虑各种因素（包括工程的、地质的及施工的等）进行综合分析和综合评价。

第一章岩石：具有一定结构构造的矿物（含结晶和非结晶的）集合体。

岩块：指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元。

岩体：位于一定地质环境中，在各种宏观地质界面（断层、节理、破坏带等）分割下形成的有一定结构的地质体岩体与岩块的本质区别：（1）岩体中存在有各种各样的结构面。

（2）不同于自重应力（场）的天然应力场和地下水。

结构面（structural plane）：指地质历史发展过程中，在岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度、厚度相对较小的宏观地质界面或带。

“不连续面（discontinuities）或节理（joint）”结构面的成因类型：（1）地质成因类型原生结构面: 岩体在成岩过程中形成的。

（包括沉积结构面如层理面、软弱夹层、沉积间断面和不整合面；岩浆结构面；变质结构面）构造结构面：这类结构面试岩体形成之后再构造应力作用下形成的各种破裂面。

（断层、节理、劈理和层间错动面等。

）次生结构面：这类结构面是岩体形成后在外营力作用下产生的结构面。

（如卸荷、风化裂隙和次生夹泥和泥化夹层等。

）（2）力学成因类型剪性结构面：剪应力引起，如逆断层、平移断层以及多数正断层。

（特征：连续性好，面较平直，延伸较长并有擦痕镜面等现象发育。

）张性结构面：拉应力引起。

如羽毛状张裂面、纵张及横张破裂面、岩浆岩中的冷凝节理等。

岩体结构面控制论
咱们先想象一下，岩石就像一个超级大的积木堆起来的东西。

这个大积木堆不是完完整整的一块，而是有好多小的部分组成的。

那些小部分之间的连接的地方，就有点像岩体结构面啦。

比如说，咱们在山上看到的那些石头。

有的石头看起来是一块一块的，但是仔细看，它们之间有缝儿。

这些缝儿就像一种规则，在控制着这些石头是怎么待在山上的。

如果没有这些缝儿，石头可能就会是另外一种样子。

我给你们讲个小故事吧。

有一个小村子旁边有一座小山。

有一天，下了一场特别大的雨。

山上的石头有的就滚下来了。

村民们发现，滚下来的石头都是沿着那些有缝儿的地方分开，然后滚下来的。

就好像那些缝儿在指挥着石头，说“你从这儿分开，然后往山下滚”。

这就是岩体结构面在起作用呢。

再想象一下，我们搭积木的时候。

如果积木之间没有那种卡槽和凸起的地方（就像岩体结构面），那积木就很容易散掉，或者搭成奇奇怪怪的形状。

岩石也是这样，那些结构面就决定了岩石是怎么堆起来的，是稳稳当当的，还是歪歪斜斜的。

还有哦，在一些有岩石的河边。

河水一直冲刷着岩石。

那些有结构面的地方，就会先被河水冲坏。

因为这些结构面就像岩石的弱点一样。

就像我们小朋友，如果哪里受伤了，有伤口，那这个地方就会比较脆弱，容易再受伤。

岩石的结构面就是它的“伤口”，河水就专门找这些地方去冲。

岩体结构控制论的研究和应用摘要：岩体由结构面和结构体组成，其结构特性是岩体力学行为、变形和破坏形式的主要控制因素。

岩体结构控制论是岩体工程的基础理论。

本文从岩体结构的工程地质模型、力学模型出发，总结了现今较广泛应用的岩体结构力学分析方法，并简要介绍了岩体结构控制论的工程应用。

关键词：岩体结构控制论工程地质模型分析方法一、岩体结构的工程地质模型岩体形成和发展过程伴随着各种内、外地质营力的作用，从成岩的类型分为沉积岩、岩浆岩和变质岩三大类，由于结构面的存在使岩体具有一定的结构，其结构特性控制着岩体的性质和变形破坏，因此，我们在解决岩体工程问题时，应该从岩体的地质模型出发。

孙广忠教授建立了8个基本的地质模型：水平层状岩体、缓倾层状岩体、陡倾层状岩体、陡立层状岩体、弯曲层状岩体、完整块状岩体、碎裂块状岩体和岩溶化块状岩体。

孙玉科在研究了大量露天矿和水电工程的边坡滑坡资料后，归纳出5种具典型意义的工程地质模型，即：金川模型、葛洲坝模型、盐池河模型、白灰厂模型和塘岩光模型。

目前，这些模型广泛的应用在岩体工程中，从地质模型建立的角度考虑，首先应该调查岩体中结构面的发育特征以及与结构体的组合特征，查明岩体的赋存地质条件，如地下水、地应力条件等，再与上述的基本类型进行对比，选择适合岩体工程的模型。

为了便于后面的力学分析，在建立地质模型时从各基本模型的共性特征入手，并根据工程自身的特点充分体现其个性的一面。

因此，建立岩体的工程地质模型是一项系统的工作。

二、岩体结构力学模型孙广忠提出了四种岩体介质，并根据介质的特性提出了四种岩体力学的分析方法，表1中是四种力学介质岩体特性。

表1 各种力学介质岩体特征连续介质碎裂介质板裂介质块裂介质岩体结构1、完整结构2、高地应力下散体结构及碎裂结构低地应力下条件下碎裂结构及粗碎屑散体结构板裂结构部分碎裂结构块裂结构岩体变形机制结构体压缩及剪切为主结构体（压缩、剪切），结构面（闭合、滑移）结构体横向弯曲及纵向缩短沿结构面滑移岩体破坏机制材料的张及剪破坏沿结构面滑动、结构体滚动、结构体张及剪破坏弯折、溃屈、倾倒滑动沿软弱结构面滑动岩体力学性质控制因素材料及环境因素材料、结构效应及环境因素软弱结构面及结构体软弱结构面岩体力学性质研究方法典型地质单元三轴力学试验及尺寸效应岩块三轴试验、尺寸和围压效应软弱结构面力学性质及弹性模量软弱结构面力学性质及爬坡角理论岩体力学分析方法连续介质岩体力学碎裂介质岩体力学板裂介质岩体力学块裂介质岩体力学对于基岩斜坡失稳破坏主要表现为软弱岩体的蠕滑变形、岩体沿着已存在的地质结构面发生剪切破坏、岩石块体的塌落和板状结构岩体的倾倒、上部岩体沿岩层层面或较软弱夹层发生剪切滑动等。

工程地质学基础绪论一、工程地质学：地质学的分支学科，他研究了与工程建设有关的地质问题，为工程建设服务，属于应用地质学的范畴。

二、工程地质学研究的是地质环境与工程建筑物之间的关系。

三、工程地质学为工程建筑物服务是通过工程地质勘察来实现的。

通过勘察和分析研究，阐明建筑地区的工程地质条件，指出并评价存在的工程地质问题，为建筑物的设计、施工、使用提供所需的地质资料。

四、工程地质学的主要任务：1、阐明建筑地区的工程地质条件，指出对建筑物有利和不利的因数2、论证建筑物所存在的工程地质问题，进行定性和定量的评价，做出确切的结论3、选择地质条件优良的建筑场址，并根据场址的地质条件合理配置各个建筑物4、研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响，预测其发展演化趋势，并提出对地质环境合理利用和保护的建议5、根据建筑物的具体地质条件，提出有关建筑物类、规模、结构、施工方法的合理建议，以及保证建筑物正常使用所应注意的地质要求6、为拟定防治和改善不良地质作用的措施方案提供地质依据五、工程地质条件：与工程建筑有关的地质因素的综合。

六、地质因素：岩土类型及其工程性质、地质结构、地貌、水文地质、工程动力地质作用、天然建筑材料七、工程地质问题：工程地质条件与建筑物之间所存在的矛盾八、数学力学分析法：是在自然历史分析的基础上展开的。

对某一工程地质问题或工程动力地质现象，根据确定的边界条件和计算参数，运用理论公式或经验公式进行定量计算。

第三章岩体结构控制论一、岩体完整性系数：岩体压缩波速度与岩块压缩波速度之比的平方。

二、岩体结构类型：整体块状结构、层状结构、碎裂结构、散体结构第四章活断层与地震一、全新世活动断裂：全新世（1000年)内有过活动或近期活动，在将来（100年）内可能继续活动的断裂。

二、发震断裂：近期（500年）发生过5级以上地震，或在未来100年内预测可能5级以上地震的断裂。

三、活断层：目前正在活动着的断层，或是曾经有过活动而不久的将来可能会重新活动的断层。