结构面
结构面是具有极低的或没有抗拉强度的不连续面。结构要素或构造形迹的形象和相对位移的踪迹，反映了地壳运动影响下地应力作用的性质和特征。由于矿物微区测试技术的引入，结构面力学性质的鉴定工作逐步得到深入和发展。
根据受应力作用岩石的组构类型（或干涉色对比）和产生的应力矿物特征，可推断结构面的应力性质。
按力学性质分为下列5种：
①压性结构面,简称挤压面。岩块或地块受挤压产生的结构面，其走向与主压应力作用面平行，并具有明显的挤压特征。如单式或复式褶皱轴面、逆断层或逆掩断层面、片理面、挤压带和一部分劈理等。
②张性结构面，简称张裂面。岩块或地块由于引张作用而产生的垂直于主张应力的破裂面，或受挤压而产生的平行于主压应力的破裂面。
③扭性结构面，简称扭裂面，岩块或地块遭受挤压而产生的一对与主压应力作用面斜交的破裂面。如平移断层面等。
④压性兼扭性结构面，简称压扭面。指既具有压性又具有扭性的结构面。如扭动构造体系中挤压面兼具水平位移的破裂面，以及各种旋卷构造体系中与整个体系作相同方向扭动的压性结构面。由于区域扭动而发生的两组扭裂面，当扭动按原来方向持续进行时，其中与扭动方向夹角较大的一组，有时转变为挤压面，这种由初次扭裂面转变成的二次挤压面，可称为扭性兼压性结构面，简称为扭压面。
⑤张性兼扭性结构面，简称张扭面，指既具张性又具有扭性的结构面。如扭动构造体系中，与压性结构面同时存在的具有水平位移的张裂面，以及各种旋卷构造体系中，与整个体系中作相同方向扭动的张裂面。由于区域扭动而发生的两组扭裂面，当扭动按原方向持续进行时,两组扭裂面中，与扭动方向夹角较小的一组,有时转变为张裂面，这种由初次扭裂面转变成的二次张裂面，可称为扭性兼张性结构面，简称扭张面。
Journal of Engineering Geology
工程地质学报 1004
-9665
/2017/25
( 6
) -1482-09
DOI：
10.13544/ki.jeg.2017.06.011
重复剪切作用下充填物对结构面力学性质的影响
魏继红①王武超①杨圆圆②朱峰①范昊天①
(①河海大学地球科学与工程学院南京
211100)
(②四川志德岩土工程有限责任公司成都
610041)
摘要目前，对于结构面的研究主要包括对剪切曲线形态的描述及结构面粗糙度、组数、充填物等因素对结构面强度参数
的影响，一般情况下，这类研究的基础是结构面经受静荷载的作用。实际上，结构面也很容易遭受地震、水位升降、爆破等动
力荷载的反复剪切作用，但是，至今对反复剪切作用下结构面力学特性的研究较少或缺乏系统性。笔者在室内直剪试验的基
础上，研究了重复剪切作用下充填物对结构面变形和强度的影响。采用钢制模具和混凝土材料预制
4种起伏角度结构面，在
1.56MPa法向应力和两种充填状态下进行多次直剪试验，分析每次剪切过程中的切向应力和法向位移随切向位移的变化。
通过对切向应力和法向位移随切向位移变化曲线分析可知，初次剪切时，起伏角度越大,结构面剪切破坏方式容易从滑移破
坏过渡为剪断破坏；第二次剪切开始，无论起伏角度如何，结构面的剪切破坏方式基本上都转变为滑移破坏；充填物的存在
基本不会改变结构面的剪切破坏方式，但会使剪切过程中结构面的爬坡效应增强
,使结构面被剪断或磨损的作用减弱，峰值
法向位移增大。
关键词重复剪切充填物破坏方式抗剪强度残余强度
中图分类号
:TU45 文献标识码
:A
STUDY ON THE INFLUENCE OF FILLING ON MECHANICAL PRO
PERTIES OF STRUCTURAL SURFACE UNDER REPEATED SHEAR
CONDITION
WEI Jihong® WANG Wuchao® YANG Yuanyuan® ZHU Feng® FAN Haotian®
岩体结构面力学性质与岩体强度研究综述
摘要：根据野外工程地质调查对工程岩体质量进行评析，在此基础上，运用hoek–brown准则求解工程岩体强度。并根据岩块的咬合状态及这些块体的表面特征，提出了节理岩体强度的确定方法，
关键词: 岩体结构面；力学性质；岩体强度；
中图分类号：k826.16 文献标识码：a 文章编号：
岩体中存在着纵横交错的各类地质结构面，在力学上则表现为存在着不连续面、弱面或软弱夹层，这些结构面对岩体强度和岩体工程的稳定性起着重要的控制作用。因此结构面的力学性质和岩体的强度是息息相关的。
1 结构面的力学性质
岩体结构面(structural plane)是指岩体内开裂的和易开裂的面，如层理、节理、断层、片理等，又称不连续面。岩体结构面力学特征的研究与岩石力学的发展息息相关。因为工程岩体之所以失稳，影响因素很多，但最关键的问题在于岩体内存在着一些软弱结构面。目前普遍采用统计分析的方法，找出其分布规律，并应用到工程稳定性分析中。
1.1 结构面抗剪强度
结构面的抗剪强度是表征岩体的结构面力学性质的重要指标，作为表征结构面力学性质的重要指标之一，通常在现场或实验室内
测定。对于起伏较大的粗糙结构面，按barton公式计算时，jrc值往往是根据结构面产状与标准轮廓线(isrm轮廓线)对比来确定的，由于视觉上的判断易造成较大的误差，国内外学者经过大量的研究，采用各种测量仪表观测和计算机处理。如barr等人使用粗糙位形标测仪和数字化坐标记录仪测定，得出标准曲线jrc值和分维值d的关系，应用分形理论从一个崭新的角度描述了节理粗糙系数jrc和jrc尺寸效应的特征。
1.2 结构面的变形
关于岩体不连续结构面的变形分析问题，自20世纪60年代初期开始至今已经建立了许多不同层次上的离散模型和数值方法。
51 第五章 结构面的变形与强度性质
1、岩体稳定性分析和地下水渗流分析通常把岩体视为由岩块（结构体）与结构面组成的地质体。
2、岩体工程中的软弱夹层问题：
如黄河小浪底水库工程左坝肩的泥化夹层；
葛洲坝水利工程坝基的泥化夹层；
黑河水库左坝肩单薄山梁的断层引发的渗漏问题；
长江三峡自然坡中的软弱夹层等。
这些软弱结构面在不同程度上影响和控制着工程岩体的稳定性。因此，结构面变形与强度性质的研究，在工程实践中具十分重要的实际意义：
1）大量工程实践表明：在工程荷载（小于10Mpa）范围内，工程岩体的失稳破坏有相当一部分是沿软弱结构面破坏的。因此，结构面的强度性质的研究是评价岩体稳定性的关键。
2）在工程荷载作用，结构面及其充填物的变形是岩体变形的主要组成部分，控制着工程岩体的变形特性。
3）结构面是岩体中渗透水流的主要通道。
4）工程荷载作用下，岩体中的应力分布受结构面及其力学性质的影响。
第一节 结构面的变形性质（特性）
结构面的变形包括法向变形和剪切变形两个方面。
一、结构面的法向变形
1．法向变形特征（Normal deformation）
设不含结构面岩块的变形为ΔVr，含结构面岩块的变形为ΔVt，那么结构面的法向闭合变形
ΔVj为：
ΔVj=ΔVt－ΔVr
由结构面法向应力σn与变形的关系曲线可得如下特征：
1）σn↑，ΔVj↑↑，曲线呈上凹型；
σn→σ0，σn－ΔVt变陡，与σn－ΔVr大致变形； 52 2）初始压缩阶段，ΔVt主要由结构面闭合造成的；
3）试验研究表明，当cn31开始，含结构面岩块的变形由以结构面的闭合→岩块的弹性变形；
4）σn－ΔVj曲线的渐近线大致为：
ΔVj=Vm
5）结构面的最大闭合量小于结构面的张开度（e）。
含结构面的岩块和不含结构面的岩块在法向上加荷、卸荷后的应力—变形曲线，见教材P76-77（Bandis等，1983）。
2．法向变形本构方程（法向应力与变形之间的关系）
