最新第一章--地壳岩体结构特征的工程地质分析PPT课件
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工程地质分析原理课件——地壳岩体结构特征的工程地质分析之二
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高村
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碳质断层泥砾岩；
图 1-15
石英脉；
青川断裂带构造岩分带剖面图 （据代建全等，1988）
钱枚岩； 挤压片理带； 构造透镜体带；
节理破碎带；
薄皮构造带（II）岩体结构特征
这一带以弯曲和剪切造成的浅部褶皱断裂为其 主要特征，伴有表部重力滑动构造。具体特征 为：
➢ 1.4.3 伸展带（裂谷）岩体结构特征分析
一般认为裂谷是区域隆起背景上以断陷谷 为特征的大型复杂地堑系；如大洋裂谷、大陆裂 谷和陆间裂谷等。近年来深部构造测试资料证明， 地幔上隆是大规模裂谷产生的主要原因。它以最 大主应力近于垂直、正性断裂为主和伴有来自地 幔的岩浆侵入与火山喷发岩等为其主要特征。裂 谷区表层岩体的构造结构特征很大程度上受深部 断裂特征的控制。
第一章 地壳岩体结构特征的
工程地质分析
本章学习内容和要求
掌握岩体、岩体结构、结构面、结构体的基本概念，建造 和改造在岩体结构形成中的作用，研究岩体结构的意义；
掌握结构面的成因类型，了解其主要特征，岩体结构分类 和岩体质量分类的代表性方案；
了解岩体原生结构特征的成因及特征，岩体结构的岩相分 析方法；
（1）系列上叠式弧形断裂构成岩体的宏观格 架（图1-14II区）。
（2）浅部岩层强烈弯曲褶皱，层间错动发育。 错动在硬软接触面处尤为明显，削弱了层间联 结能力和抗剪强度，成为岩体在重力场条件下 变形破坏的重要控制面。
滑覆体构造（II′）岩体结构特征
滑覆体的形成：一方面与岩体中发育有弧形断裂和层 间错动面有关（为滑覆体提供了滑动面）；另一方面 与推覆构造造成的向推覆方向倾斜的原始地形有关， 为滑动提供了重力位能。这也是所有滑覆体均向推覆 方向滑动的原因。
第1章 岩体地质与结构特征分析PPT课件
KdLsinncossin Kcd' os
结构面间距分级表
用线密度来估算岩体质量指标RQD(rock quality designation)
R Q 1D e 0 0 .1 0 kd(0 .1 kd 1 )
岩体质量指标RQD：长度大于10cm的岩心 长度之和与钻孔总进尺的百分比。
RQD长度大 1钻 0c于 m 孔 的总 岩进 心尺 长度 10% 之 0 和
1.原生结构面
沉积结构面是沉积岩在沉积和成岩过程中形成的， 有层理面、软弱夹层、沉积间断面和不整合面等。
岩浆结构面是岩浆侵入及冷凝过程中形成的结构面， 包括岩浆岩体与围岩的接触面、各期岩浆岩之间的接 触面和原生冷凝节理等。
变质结构面在变质过程中形成，残留结构面和重结 晶结构面
2.构造结构面 是岩体在构造应力作用下形成的各种破 裂面，包括断层、节理、劈理和层间错动面等。
思考题
1、岩块与岩体有哪些区别？ 2、试比较土与岩有那些异同点？
第1章 岩体地质与结构特征
§1.2 岩块及其特征
一、岩块的物质组成 岩块 力学性质主要取决于组成岩石的矿物成分及其相对含量
硅酸盐类矿物 粘土矿物 碳酸盐类矿物 氧化物类矿物
二、岩块的结构特征
岩块的结构是指岩石内矿物颗粒的大小、形状、
剪性结构面是剪应力形成的，破裂面两侧岩体产 生相对滑移，如逆断层、平移断层以及多数正断 层等。
特点：连续性好，面较平直，延伸较长并有擦痕 镜面等现象发育。
二、结构面的规模
Ⅰ级 指大断层或区域性断层。控制工程建设地区 的地壳稳定性，直接影响工程岩体稳定性；
Ⅱ级 指延伸长而宽度不大的区域性地质界面。
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。
结构面间距分级表
用线密度来估算岩体质量指标RQD(rock quality designation)
R Q 1D e 0 0 .1 0 kd(0 .1 kd 1 )
岩体质量指标RQD：长度大于10cm的岩心 长度之和与钻孔总进尺的百分比。
RQD长度大 1钻 0c于 m 孔 的总 岩进 心尺 长度 10% 之 0 和
1.原生结构面
沉积结构面是沉积岩在沉积和成岩过程中形成的， 有层理面、软弱夹层、沉积间断面和不整合面等。
岩浆结构面是岩浆侵入及冷凝过程中形成的结构面， 包括岩浆岩体与围岩的接触面、各期岩浆岩之间的接 触面和原生冷凝节理等。
变质结构面在变质过程中形成，残留结构面和重结 晶结构面
2.构造结构面 是岩体在构造应力作用下形成的各种破 裂面，包括断层、节理、劈理和层间错动面等。
思考题
1、岩块与岩体有哪些区别？ 2、试比较土与岩有那些异同点？
第1章 岩体地质与结构特征
§1.2 岩块及其特征
一、岩块的物质组成 岩块 力学性质主要取决于组成岩石的矿物成分及其相对含量
硅酸盐类矿物 粘土矿物 碳酸盐类矿物 氧化物类矿物
二、岩块的结构特征
岩块的结构是指岩石内矿物颗粒的大小、形状、
剪性结构面是剪应力形成的，破裂面两侧岩体产 生相对滑移，如逆断层、平移断层以及多数正断 层等。
特点：连续性好，面较平直，延伸较长并有擦痕 镜面等现象发育。
二、结构面的规模
Ⅰ级 指大断层或区域性断层。控制工程建设地区 的地壳稳定性，直接影响工程岩体稳定性；
Ⅱ级 指延伸长而宽度不大的区域性地质界面。
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。
绪论第一章岩石及其工程地质性质PPT课件
45
▪ 工程地质学在水利水电工程建设中的主要任务：
1、选择工程地质条件最优良的建筑地址；（选址在工程地质条件良好 的地址，可以节省投资、缩短工期、保证安全施工和运营）
2、查明建筑地区的工程地质条件和可能发生的不良工程地质作用； （没有足够的工程地质勘察资料，就不能进行设计；没有设计，就 不能施工）
▪ 仪器测定各种化学成分(常量元素、微量元素或同位素) 及其动态变化
▪ 物理仪器测定地球上的温度、压力、运动速度，进行 电磁场、重力场、幅射场以及地震波速的观测
▪ 生物生活性状观测并进而进行生物化学、生物分子学 和生物遗传学的观测
6
三、地质学研究的目的
▪ 1、理论研究的目的： ▪ （１）一方面满足人类认识自然，欣赏自
17
② 岩土类型及其工程地质性质 坚硬完整的岩石：花岗岩、厚层石英砂岩、花岗片麻
岩等，强度高强度高，性质良好； 软弱岩石：页岩、粘土岩、炭质岩及泥质胶结的砂砾
岩，以及遇水膨胀、易溶解的岩类，软弱易变，性质不良， 断层岩和构造破碎岩更软弱。
松软土：如黄土、膨胀土、淤泥等需要特别注意。 岩土性质的优劣对建筑物的安全经济具有重要意义。 软弱不良的岩土体工程事故不断、地质灾害多发，常需避 开。
岩体的地应力状态对建筑物的施工和稳定性影响不容 忽视。
19
④水文地质条件 水文地质条件是决定工程地质条件优劣的重要因素。 地下水位较高一般对工程不利，地基土含水量大，黏
性土处于塑态甚至流态，承载力降低，道路易发生冻害， 水库常造成浸没，隧洞及基坑开挖需进行排水。
滑坡、地下建筑事故、水库渗漏、坝基渗透变形以及 许多地质灾害的发生都与地下水的参与有关，甚至起到主 导作用。
2
二、地质学学科特点和研究方法
▪ 工程地质学在水利水电工程建设中的主要任务：
1、选择工程地质条件最优良的建筑地址；（选址在工程地质条件良好 的地址，可以节省投资、缩短工期、保证安全施工和运营）
2、查明建筑地区的工程地质条件和可能发生的不良工程地质作用； （没有足够的工程地质勘察资料，就不能进行设计；没有设计，就 不能施工）
▪ 仪器测定各种化学成分(常量元素、微量元素或同位素) 及其动态变化
▪ 物理仪器测定地球上的温度、压力、运动速度，进行 电磁场、重力场、幅射场以及地震波速的观测
▪ 生物生活性状观测并进而进行生物化学、生物分子学 和生物遗传学的观测
6
三、地质学研究的目的
▪ 1、理论研究的目的： ▪ （１）一方面满足人类认识自然，欣赏自
17
② 岩土类型及其工程地质性质 坚硬完整的岩石：花岗岩、厚层石英砂岩、花岗片麻
岩等，强度高强度高，性质良好； 软弱岩石：页岩、粘土岩、炭质岩及泥质胶结的砂砾
岩，以及遇水膨胀、易溶解的岩类，软弱易变，性质不良， 断层岩和构造破碎岩更软弱。
松软土：如黄土、膨胀土、淤泥等需要特别注意。 岩土性质的优劣对建筑物的安全经济具有重要意义。 软弱不良的岩土体工程事故不断、地质灾害多发，常需避 开。
岩体的地应力状态对建筑物的施工和稳定性影响不容 忽视。
19
④水文地质条件 水文地质条件是决定工程地质条件优劣的重要因素。 地下水位较高一般对工程不利，地基土含水量大，黏
性土处于塑态甚至流态，承载力降低，道路易发生冻害， 水库常造成浸没，隧洞及基坑开挖需进行排水。
滑坡、地下建筑事故、水库渗漏、坝基渗透变形以及 许多地质灾害的发生都与地下水的参与有关，甚至起到主 导作用。
2
二、地质学学科特点和研究方法
岩体地质与结构特征
分布上往往呈不连 续状，透镜状，延 展性差，且主要在 地表风化带内发育
一般为泥质物充填，水理性质 很差
在天然及人工边坡上造成危害，有 时对坝基、坝肩及浅埋隧洞等工程 亦有影响，但一般在施工中予以地 基处理
第一章 岩体的地质与结构特征
(一)地质成因类型
1.原生构造面岩体在成岩过程中形成旳构造面。 沉积构造面是沉积岩在沉积和成岩过程中形成旳，有层理
3.次生构造面 是岩体形成后在外营力作用下产生旳构造面， 涉及卸荷裂隙、风化裂隙、次生夹泥层和泥化夹层等。
第一章 岩体的地质与结构特征
(二)力学成因类型
1、张性构造面是由拉应力形成旳，如羽毛状张裂面、纵张 及横张破裂面、岩浆岩中旳冷凝节理等
特点：张开度大、连续性差、形态不规则、面粗糙，起伏 度大及破碎带较宽,易被充填,常含水丰富，导水性强
衡量岩块旳风化程度旳指标： 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。 定量指标主要有风化空隙率指标和波速指标等。
第一章 岩体的地质与结构特征
风化空隙率指标(Iw)：迅速浸水后风 化岩块吸入水旳质量与干燥岩块质量 之比。
波速指标
•纵波波速（cp）
•波速比(kv)
kv
vcp vrp
Ⅳ级构造面主要控制着岩体旳构造、完整性和物理 力学性质，数量多且具随机性，其分布规律具统计 规律，需用统计措施进行研究。
Ⅴ级 又称微构造面。常包括在岩块内，主要影响岩 块旳物理力学性质，控制岩块旳力学性质。
第一章 岩体的地质与结构特征
三、 产状
走向、倾向、倾角 构造面与最大主应
力间旳关系控制着 岩体旳破坏机理与 强度。
第一章 岩体的地质与结构特征
构造面旳粗糙度用粗糙度 系JRC(joint roughness coefficient)表达。
【PPT】岩体地质与结构特征讲解共52页文档
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯Байду номын сангаас10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
【PPT】岩体地质与结构特征讲解
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
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1第1章工程地质基本知识.ppt
出来的气体，它们都会阻塞渗流通道，从而使渗透系数 大大减小。因此，为了保证测定渗透系数的试验精度， 要求试样必须充分饱和。
e、水的动力粘滞系数 土的渗透系数与水的重度和动力粘滞系数有关，而这两个 数值又取决于水的温度。水的重度随温度的变化不大，可 忽略不计。但动力粘滞系数却会随水温发生明显的变化。 故密度相同的同一种土，在不同温度下将具有不同的渗透 系数。 层流运动：地下水在土中孔隙或微小裂缝中以不大的速度 连续渗透。
物理性质、化学成份和形态． (一) 造岩矿物 组成岩石的矿物称为造岩矿物。 矿物按生成条件可分为原生矿物和次生矿物两大类。 区分矿物可以矿物的形状、颜色、光泽、硬度、解理、比重等
特征为依据。 （二）岩石
岩石的主要特征包括矿物成分、结构和构造三方面。 岩石的结构—岩石中矿物颗粒的结晶程度、大小和形状、及 其彼此之间的组合方式。 岩石的构造--岩石中矿物的排列方式及填充方式。
地质年代有绝对和相对之分，相对地质年代在地史的分析 中广为应用。它是根据古生物的演化和岩层形成的顺序，将 地壳历史划分成一些自然阶段。分为五大代（太古代、元古 代、古生代、中生代和新生代），每代又分为若干纪，每纪 又细分为若干世及期。在每一个地质年代中，都划分有相应 的地层。地质年代和地层单位、顺序和名称的对应关系如下 表。
1.5 地下水
1.5.3 土的渗透性
2、动水力GD（KN/m3） 动水力：水流动时，水对单位体积土的骨架作用的力。是水 流对土体施加的体积力。与水流受到土骨架的阻力大小相等 而方向相反。 GD= γw×i 静水力：静水作用在水下物体上的力。
GD的推导P34
1.5 地下水
1.5.3 土的渗透性
3、流土和管涌：
1.3 第四纪沉积层
洪积物的颗粒虽
e、水的动力粘滞系数 土的渗透系数与水的重度和动力粘滞系数有关，而这两个 数值又取决于水的温度。水的重度随温度的变化不大，可 忽略不计。但动力粘滞系数却会随水温发生明显的变化。 故密度相同的同一种土，在不同温度下将具有不同的渗透 系数。 层流运动：地下水在土中孔隙或微小裂缝中以不大的速度 连续渗透。
物理性质、化学成份和形态． (一) 造岩矿物 组成岩石的矿物称为造岩矿物。 矿物按生成条件可分为原生矿物和次生矿物两大类。 区分矿物可以矿物的形状、颜色、光泽、硬度、解理、比重等
特征为依据。 （二）岩石
岩石的主要特征包括矿物成分、结构和构造三方面。 岩石的结构—岩石中矿物颗粒的结晶程度、大小和形状、及 其彼此之间的组合方式。 岩石的构造--岩石中矿物的排列方式及填充方式。
地质年代有绝对和相对之分，相对地质年代在地史的分析 中广为应用。它是根据古生物的演化和岩层形成的顺序，将 地壳历史划分成一些自然阶段。分为五大代（太古代、元古 代、古生代、中生代和新生代），每代又分为若干纪，每纪 又细分为若干世及期。在每一个地质年代中，都划分有相应 的地层。地质年代和地层单位、顺序和名称的对应关系如下 表。
1.5 地下水
1.5.3 土的渗透性
2、动水力GD（KN/m3） 动水力：水流动时，水对单位体积土的骨架作用的力。是水 流对土体施加的体积力。与水流受到土骨架的阻力大小相等 而方向相反。 GD= γw×i 静水力：静水作用在水下物体上的力。
GD的推导P34
1.5 地下水
1.5.3 土的渗透性
3、流土和管涌：
1.3 第四纪沉积层
洪积物的颗粒虽
地壳岩体结构特征的工程地质分析
岩体工程地质特征：
辫状（游荡型）河流沉积相模式 特点：坡降陡、河床不稳定、弯度小、水浅、流态不稳定、具复杂环流的河流沉积模式。其三度空间形式如图1-6。
岩体主要工程地质特征：
a.岩体具层状或块状结构特征。 岩体中以含泥砾的滞留砾岩层为其主要软弱层，断续分布，起伏差大，多呈槽状。顶部的泥质粉砂岩通常被冲刷殆尽，或呈零星分布。见图1-7。
属于软弱结构面 构成独立的力学模型—软弱夹层
较大的断层
Ⅱ级
延展规模与研究的岩体相若，破碎带宽度比较窄，几厘米至数米
形成块裂岩体边界 控制岩体变形和破坏方式 构成次级地应力场边界
属于软弱结构面
小断层 层间错动面
Ⅲ级
延展长度短，从十几米至几十米，无破碎带，面内不夹泥，有的具有泥膜
参与块裂岩体切割 构成次级地应力场边界
1
2
STEP1
STEP2
STEP3
1.3.1 河流相沉积岩岩体结构特征的岩相分析
河流沉积主要相模式及其工程地质特征
河流沉积建造大体上可归为三种相模式，即高弯度河流、低弯度河流、辫状（网状或游荡型）河流。其主要工程地质特征分别如下：
高弯度河流沉积相模式 特点：河床坡降缓、弯度大、水流较深、流态较稳定、以单向环流为主的河流沉积模式。其三度空间结构形式如图1-5（a）。
壹
贰
1.1 基本概念及研究意义
1
2
3
4
1.2 岩体结构特征及主要类型
构造结构面 浅表生结构面 浅部结构面 表部结构面 1.2 岩体结构特征及主要类型
1.2 岩体结构特征及主要类型
§1.2 岩体结构特征及主要类型
续表1-1
结构面规模等级划分： 按其对岩体力学行为所起控制作用，可划分为三个等级，即贯通性宏观软弱面（A类）、显现结构面（B类）和隐微结构面（C类）。
《岩石力学》课件(完整版)
（m3/s）
dh
dx ——水头变化率； qx——沿x方向水的流量；h——水头高度； A——垂直x方向的截面面积；k——渗透系数。
四、岩石的抗风化指标（3类）
(1)软化系数（表示抗风化能力的指标）
Rcc——干燥单轴抗压强度、 Rcd——饱和单轴抗压强度；
Rcc / Rcd
（ 1 ）越小，表示
1.频率越低，跨越裂隙宽度俞大，反之俞小
图3-7
2. 裂隙数目越多，则纵波速度愈小
3.岩体的风化程度愈高弹性波的速度亦小
4.夹层厚度愈大弹性波纵波速度愈
三、岩体波速与岩体的有效孔隙率n及吸水 率 W f 有关
一些岩浆岩，沉积 岩和变质岩的纵 波速度与有效孔 隙率n之间的关系 见图3－9所示。
静泊松比代替）求 Ed ，则
Vp
/ Vs
[
2(1
)
]
1 2
1 2
• 若 ＝0.25时，
• 经过各方面试验验证， 之间。
Vp /Vs ＝1.73
Vp /Vs 一般在1.6～1.7
三、岩体弹性波速得测定
（一）岩块声波传播速度室内测定
测定时，把声源和接收器放在岩块试件得两端，通 常用超声波，其频率为1000Hz－2MHz。（示波见图3－1）
表3－1表示了各类岩石的弹性波速与岩石种 类之间的关系。 图3－5从实例统计的角度，表示了各类岩 石的弹性波速及密度之间的关系。
VP 0.35 1.88
二、岩体波速与岩体中裂隙或夹层的关系
弹性波在岩体中传播时，遇到裂隙，则视
充填物而异。若裂隙中充填物为空气，则弹 性波不能通过，而是绕过裂隙断点传播。在 裂隙充水的情况下，声能有5％可以通过， 若充填物为其他液体或固体物质，则弹性波 可部分或完全通过。弹性波跨越裂隙宽度的 能力与弹性波的频率和振幅有关.
工程地质精品讲座PPT课件
• （2）山洪急流的地质作用及洪积土
• 1）冲沟
• 冲沟是暂时性流水流动时冲刷地表所形成的沟槽。
• 冲沟形成的主要条件有：①较陡的斜坡；②斜坡由疏松的物 质构成（如黄土、粘土等）；
③降水量多，尤其是多暴雨和骤然大量融雪水的地区容易形成 冲沟。此外，斜坡上无植被覆盖，人为的不合理的开发，以 及废水排泄不当等也能促进冲沟的发生和发展。在我国黄土 地区如甘肃、山西及陕西等地冲沟极为发育。
图1.3.2 海岸带结构示意图 1—海岸带；2—海岸；3—潮间带 4—水下岸坡；5—高潮位；6—低潮位
图 1.3.3 海洋按深度分带示意图
• 1.3.2 海洋的地质作用及海相沉积物 • （1）海洋的破坏作用 • （2）海洋的沉积作用
• 1）海岸带沉积物
图1.3.4 海滩、砂坝、海岸阶地 1—基岩；2，3—松散岩石；4—砂和卵石 a—海滩；b—海岸砂坝；c，d—海滨阶地；e—砂礁
• 下面介绍主要的第四纪沉积物的形成和工程地质特征。
• 3.1 风化作用及残积土
• 3.1.1 风化作用
• 地表或接近地表的岩石在大气、水和生物活动等因素影响 下，发生物理的和化学的变化，致使岩体崩解、剥落、破 碎，变成松散的碎屑性物质，这种作用称为风化作用 （weathering）。
• 岩石的风化可分为物理风化（physical weather-ing）、化学风化 （chemical weathering）和生物风化（biological weathering）作 用等3种类型：
5—砾石层；6—石灰岩层
图1.2.5 洪积土剖面图
• a.靠近山区地带（Ⅰ带）。 • b.离山区远的（前沿）地带（Ⅲ带）。 • c.中间过渡地带（Ⅱ带）。 • 1.2.2 河流的地质作用及冲积土 • （1）河流的侵蚀作用 • 侵蚀作用（erosion）是指河水冲刷河床，使岩石发生破坏
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第一章--地壳岩体结构特征的工 程地质分析
1.1 基本概念及研究意义 结构面﹙Structural plane﹚是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）。如岩层层面、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。 由于这种界面中断了岩体的连续性，故又称不连续面。 岩石﹙Rock﹚不含有显著结构面的岩块。
Z=I . f . R
Z 系
乘积法
统 （串联系统）
谷德振，1979
I—完整性系数，I=V2m/V2r Vm—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的百分之一）
Z的变化范围为0.01—20
1.2.2.3 分类标准的定量化—岩体质量指标 岩体质量分类的研究趋势：从单因素単指标
SRF—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）
RSR的变化范围 25—100
很好 Q 400—1000 极好 Q 100—400 很好 Q 40—100 好 Q 10—40 一般 Q 4 —10 坏 Q 1—4 很坏 Q 0.1—1 坏 Q 0.01—0.1 特坏 Q 0.001—0.01
代表性结构面
A.贯通 性宏观 结构面
断层或 充填型
连续性好，延伸方向确定， 通常具一定厚度与方向
破坏岩体的连续性，构成 岩体力学性质作用边界， 控制岩体变形破坏方向， 稳定性计算的边界
层面，软弱夹 层，断层面或 断层破碎带
B.显现 结构面
裂隙或 非充填 型
硬性结构面，随机断续分布 ，延伸长度米级-数十米，具 有统计优势方位
向多因素多指标、多因素综合指标的方向 发展。
70年代以来岩体分类中采用了“岩体质 量指标”或“综合特征指标”来判别岩体 性能的优劣，因而含有这类指标的分类又 被称为岩体质量分级，如上所述的RMR、 Q和Z系统。
岩体（Rockmass）由岩石构成的被各种显著结构面
切割的天然地质体。它处于一定的地质环境、被各种结构 面所分割。岩体具有一定的结构特征，其主要特征：由岩
构 节理（X型节理，张节理）（扭性节理，张性节理）
造 断层（正断层，逆断层，走滑断层）
结（张性断层，压性断层，扭性断层） 构 面 层间错动带，羽状裂隙，破劈理。
破坏岩体的完整性，使岩 体力学性质具各向异性特 征，影响岩体变形破坏方 式
各类原生和构 造裂隙，表生 破裂结构面
C.隐微 短小闭合，长度从毫米级至 影响岩块的强度和变形破 岩石的隐微裂
结构面 厘米级，随机分布可有统计 坏特征
隙
1.2.2 岩体分类
1.2.2.1 岩体结构分类
按建造特征可将岩体划分为块体状（或整体状 ）结构、块状结构、层状结构、碎块状结构和散 体状结构等类型。
I 很好 RMR 100—81 II 好 RMR 80—61 III 中等 RMR 60—41 IV 差 RMR 40—21 V 很差 RMR<=20
R S R 系统
RSR=A+B+C 和差综合法
（并联系统） （G.Wickham,1974)
Q=RQD/Jn
Q
. Jr/Ja
系
. Jw/SRF
统
乘积法
1.2.2.2 岩体的工程分类 工程应用分类是以岩体稳定性或岩体质量评价
为基础的分类。为综合性分类，目前主要考虑三 方面因素的指标：即与岩石工程性质有关的指标 （力学性质）、岩体后期改造有关的指标(岩体结 构)和岩体赋存条件方面的指标（地下水或地应力 ）。
通常有: RMR(宾尼亚斯基分类，Bieniawski);
巴顿的Q分类;
谷德振的岩体质量指标Z系统分类（1979） 。
分类 岩体质量指标计 方案 算公式及方法
表1—3 岩体质量分类代表性方案
参数
等级划分
R RMR=A+B+C+D
M
+E+F
R
和差综合法
系
（并联系统）
统 （T. Bieniawski,1973)
A—岩石强度（点荷载.单轴压) 分数 15—0 B—RQD(岩石质量指标） 分数 20—3 C—不连续面间距（>2m—<3m)分数 20—5 D—不连续面性状（粗糙—夹泥） 分数 30—0 E—地下水（干燥—流动）分数 15—0 F—不连续面产状条件（很好—很差） 分数 0—-12
层状结构：代表一组连续性好，抗剪性能显著 较低的软弱面的岩体，一般岩性不均一。可进一 步分为层状（软弱面间距50～30cm），薄层状 （间距小于30cm）。还可以据不均一程度划分 出软硬相间的互层状结构。
碎块状结构：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。
散体状结构
浅
部 卸荷断裂结Βιβλιοθήκη 构 重力扩展变形破裂次 面
生
结 表 卸荷裂隙
构 部 风化裂隙
面 结 风化夹层
构 泥化夹层
面 次生夹泥
结构面规模等级划分：
按其对岩体力学行为所起控制作用，可划分为三个 等级，即贯通性宏观软弱面（A类）；显现结构面（B 类）；和隐微结构面（C类）。
类型
主要特征
力学性质
串联系统
（Baton, 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 30—6
B—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 45—7
C—地下水（无至大量） 分数 25—6
RQD—岩石质量指标 0—100 Jn—裂隙组数，无裂—破裂 ，0.5—20 Jr—裂隙粗糙度，粗糙—镜面，4—0.5 Ja—裂隙蚀变程度，新鲜—蚀变夹泥，0.75—20 Jw—裂隙水折减系数，干燥—特大水流，1—0.05
块体状结构：代表岩性均一，无软弱面的岩体 ，含有的原生结构面具有较强的结合力，间距大 于1m。通常出现在厚层的碳酸盐岩、碎屑岩；花 岗岩、闪长岩；原生节理不太发育的流纹岩、安 山岩、玄武岩、凝灰角砾岩中等。
块体结构：代表岩性较均一，含有2-3组较发 育的软弱结构面的岩体，结构面间距1～0.5m。 成岩裂隙较发育的厚层砂岩或泥岩，槽状冲刷面 发育的河流相砂岩体等沉积岩，原生节理发育的 火山岩体等。
1.1 基本概念及研究意义 结构面﹙Structural plane﹚是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）。如岩层层面、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。 由于这种界面中断了岩体的连续性，故又称不连续面。 岩石﹙Rock﹚不含有显著结构面的岩块。
Z=I . f . R
Z 系
乘积法
统 （串联系统）
谷德振，1979
I—完整性系数，I=V2m/V2r Vm—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的百分之一）
Z的变化范围为0.01—20
1.2.2.3 分类标准的定量化—岩体质量指标 岩体质量分类的研究趋势：从单因素単指标
SRF—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）
RSR的变化范围 25—100
很好 Q 400—1000 极好 Q 100—400 很好 Q 40—100 好 Q 10—40 一般 Q 4 —10 坏 Q 1—4 很坏 Q 0.1—1 坏 Q 0.01—0.1 特坏 Q 0.001—0.01
代表性结构面
A.贯通 性宏观 结构面
断层或 充填型
连续性好，延伸方向确定， 通常具一定厚度与方向
破坏岩体的连续性，构成 岩体力学性质作用边界， 控制岩体变形破坏方向， 稳定性计算的边界
层面，软弱夹 层，断层面或 断层破碎带
B.显现 结构面
裂隙或 非充填 型
硬性结构面，随机断续分布 ，延伸长度米级-数十米，具 有统计优势方位
向多因素多指标、多因素综合指标的方向 发展。
70年代以来岩体分类中采用了“岩体质 量指标”或“综合特征指标”来判别岩体 性能的优劣，因而含有这类指标的分类又 被称为岩体质量分级，如上所述的RMR、 Q和Z系统。
岩体（Rockmass）由岩石构成的被各种显著结构面
切割的天然地质体。它处于一定的地质环境、被各种结构 面所分割。岩体具有一定的结构特征，其主要特征：由岩
构 节理（X型节理，张节理）（扭性节理，张性节理）
造 断层（正断层，逆断层，走滑断层）
结（张性断层，压性断层，扭性断层） 构 面 层间错动带，羽状裂隙，破劈理。
破坏岩体的完整性，使岩 体力学性质具各向异性特 征，影响岩体变形破坏方 式
各类原生和构 造裂隙，表生 破裂结构面
C.隐微 短小闭合，长度从毫米级至 影响岩块的强度和变形破 岩石的隐微裂
结构面 厘米级，随机分布可有统计 坏特征
隙
1.2.2 岩体分类
1.2.2.1 岩体结构分类
按建造特征可将岩体划分为块体状（或整体状 ）结构、块状结构、层状结构、碎块状结构和散 体状结构等类型。
I 很好 RMR 100—81 II 好 RMR 80—61 III 中等 RMR 60—41 IV 差 RMR 40—21 V 很差 RMR<=20
R S R 系统
RSR=A+B+C 和差综合法
（并联系统） （G.Wickham,1974)
Q=RQD/Jn
Q
. Jr/Ja
系
. Jw/SRF
统
乘积法
1.2.2.2 岩体的工程分类 工程应用分类是以岩体稳定性或岩体质量评价
为基础的分类。为综合性分类，目前主要考虑三 方面因素的指标：即与岩石工程性质有关的指标 （力学性质）、岩体后期改造有关的指标(岩体结 构)和岩体赋存条件方面的指标（地下水或地应力 ）。
通常有: RMR(宾尼亚斯基分类，Bieniawski);
巴顿的Q分类;
谷德振的岩体质量指标Z系统分类（1979） 。
分类 岩体质量指标计 方案 算公式及方法
表1—3 岩体质量分类代表性方案
参数
等级划分
R RMR=A+B+C+D
M
+E+F
R
和差综合法
系
（并联系统）
统 （T. Bieniawski,1973)
A—岩石强度（点荷载.单轴压) 分数 15—0 B—RQD(岩石质量指标） 分数 20—3 C—不连续面间距（>2m—<3m)分数 20—5 D—不连续面性状（粗糙—夹泥） 分数 30—0 E—地下水（干燥—流动）分数 15—0 F—不连续面产状条件（很好—很差） 分数 0—-12
层状结构：代表一组连续性好，抗剪性能显著 较低的软弱面的岩体，一般岩性不均一。可进一 步分为层状（软弱面间距50～30cm），薄层状 （间距小于30cm）。还可以据不均一程度划分 出软硬相间的互层状结构。
碎块状结构：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。
散体状结构
浅
部 卸荷断裂结Βιβλιοθήκη 构 重力扩展变形破裂次 面
生
结 表 卸荷裂隙
构 部 风化裂隙
面 结 风化夹层
构 泥化夹层
面 次生夹泥
结构面规模等级划分：
按其对岩体力学行为所起控制作用，可划分为三个 等级，即贯通性宏观软弱面（A类）；显现结构面（B 类）；和隐微结构面（C类）。
类型
主要特征
力学性质
串联系统
（Baton, 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 30—6
B—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 45—7
C—地下水（无至大量） 分数 25—6
RQD—岩石质量指标 0—100 Jn—裂隙组数，无裂—破裂 ，0.5—20 Jr—裂隙粗糙度，粗糙—镜面，4—0.5 Ja—裂隙蚀变程度，新鲜—蚀变夹泥，0.75—20 Jw—裂隙水折减系数，干燥—特大水流，1—0.05
块体状结构：代表岩性均一，无软弱面的岩体 ，含有的原生结构面具有较强的结合力，间距大 于1m。通常出现在厚层的碳酸盐岩、碎屑岩；花 岗岩、闪长岩；原生节理不太发育的流纹岩、安 山岩、玄武岩、凝灰角砾岩中等。
块体结构：代表岩性较均一，含有2-3组较发 育的软弱结构面的岩体，结构面间距1～0.5m。 成岩裂隙较发育的厚层砂岩或泥岩，槽状冲刷面 发育的河流相砂岩体等沉积岩，原生节理发育的 火山岩体等。