岩体结构面分类

岩体结构面抗剪强度参数确定方法的探讨（中冶沈勘工程技术有限公司，辽宁，沈阳，110016）【摘要】岩体结构面抗剪强度参数是工程设计及施工中重要的参数，常用室内外力学试验、经验估算试验和反演分析试验三种方法确定，基于工程实际要求的可靠性及精准性，在不考虑其他条件的情况下，采用灰色关联分析的方法，将数据进行关联度的分析，在三种方法中关联度最大的则认为可能最具有代表性和最精准的。

结果表明，在三种方法中室内外力学实验应该是最为精准的，在条件允许的情况下，建议最好采用室内外力学实验来确定抗剪强度参数。

【关键词】抗剪强度参数；室内外力学试验；经验估算方法；反演分析方法；灰色系统关联分析一、引言研究岩体结构面的工程特性已经是现在工程建设中最具有现实意义的事情。

在影响岩体稳定性中，岩体结构面的抗剪强度是主要的因素之一，而岩体结构面的抗剪强度的确定主要根据岩体结构面抗剪强度参数的数值，所以岩体结构面抗剪强度参数在工程设计及计算中已成为重要的参数之一，它决定了工程岩体边坡破坏的可能性，掌握合理准确的抗剪强度参数对工程建设有着非常重要的意义。

本文主要结合岩体结构面不同的性质特征及三种常用的取值方法，找到一种相对比较优化选取的方法，可以更加准确的快捷的确定岩体结构面的抗剪强度参数。

二、岩体结构面的分类由于岩体结构面形成条件不同、经过的地质作用复杂不同，导致其分布形态多种多样，所具有的力学性质就存在着不同的差异，根据岩体结构面所具有的诸多特点，有多种分类方法将其分为不同的结构面类型.2.1岩体结构面按其形成机理分类大致分为原生、构造和次生结构面三类，①在成岩的地质作用过程中形成的结构面称之为原生结构面，包含沉积作用形成的沉积结构面、岩浆侵入冷凝固结作用形成的火成结构面和变质作用形成的变质结构面，所以原生结构面包括沉积结构面、岩浆岩结构面和变质结构面三种类型。

②在岩体形成之后，在构造作用过程中形成的破裂面，包括节理、劈理、断层和层间错动面等称为构造结构面。

1 工民建工程1.1、岩石坚硬程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注：1 当无法取得饱和单轴抗压强度数据时，科用点荷载试验强度换算，换算方法按现行国家标准《工程岩体分级标准》（GB50218）执行；2 当岩体完整程度极为破碎时，可不进行坚硬程度分类。

1.2、岩石坚硬程度等级定性分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.4-2、岩体完整程度划分《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）1.5、岩石按风化程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注：1 波速比Kv为风化岩石与新鲜岩石压缩波速度之比;1.8、岩层厚度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.9、岩石按在水中软化系数分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.10、岩体按结构类型划分《岩土工程勘察规范》GB50021—20012.2、岩体完整程度划分《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）注: 完整性指数为岩体压缩波速与岩块压缩波速之比的平方。

2.3、岩体节理发育程度分类《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）2.4、岩石按软化系数分类《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）2.5、岩石坚硬程度的定性分级《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）2.7、岩石完整程度定性分级《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）2.8、岩石地基承载力基本容许值[f] 《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）2.9、岩石坚硬程度的定性划分 《公路隧道设计规范》（JTG D70—2004） 2.11、岩石完整程度定性分级 《公路隧道设计规范》（JTG D70—2004）2.12、岩体完整程度按岩体完整性系数（Kv）划分《公路隧道设计规范》（JTG D70—2004）注：岩体完整性指标Kv应采用实测值，当无条件取得实测值时，也可用岩体体积节理数Jv确定对应的Kv值。

岩体力学岩体结构面性质岩体力学是研究岩石和地壳构造中岩石体的力学性质以及其变形、破裂和破碎特性的一门学科。

岩体结构面是岩石中天然的或由于应力作用而形成的裂隙或断裂面。

通过对岩体结构面性质的研究，可以更好地了解和预测岩体的力学行为，对岩石工程和地质灾害等领域具有重要的实际应用价值。

岩体结构面性质可以分为以下几个方面来进行描述和研究：1.结构面的存在形式：岩体中的结构面有多种形式，如裂隙、节理、层理等。

裂隙是岩石中的一种空隙或线裂缝，不同类型的裂隙对岩体的力学性质有不同的影响。

节理是岩层中的一种局部平行于岩层面的裂隙，节理的存在对岩石体的强度和变形特性有重要影响。

而层理则是沉积岩中分层承载着特定的结构面，影响岩石体的力学行为。

2.结构面的排列方式：结构面通常有一定的排列方式，包括平行、正交、斜交等。

不同排列方式下的结构面对岩体的强度和变形特性会有不同的影响。

比如，平行结构面会导致相对容易的岩层剥离，而正交结构面则会使岩体更容易发生坍塌。

3.结构面的纹理特征：结构面通常会具有一定的纹理特征，如面状、短柱状、笔直等。

不同的纹理特征会影响结构面的强度和破裂特性。

比如，面状结构面相对较脆弱，容易发生破裂和断裂。

4.结构面的物理性质：结构面的物理性质包括强度、硬度、粗糙度等。

强度是结构面所能承受的最大应力，硬度则是结构面的抗切割能力。

粗糙度则是指结构面表面的粗糙程度，对岩体的摩擦力和稳定性有重要影响。

5.结构面的扩展性和连通性：结构面的扩展性指的是结构面在空间上的延伸范围，连通性指的是结构面之间的连通程度。

结构面的扩展性决定了岩体的整体稳定性，连通性则影响了结构面的水和气体的扩散性。

综上所述，岩体结构面性质对于岩体力学行为的研究有着重要的作用。

了解岩体结构面性质的特点，可以帮助我们更好地预测和控制岩体的力学行为，为岩石工程和地质灾害防治提供科学的依据。

因此，对于岩体结构面性质的研究是岩体力学领域的重要研究方向之一。

1 工民建工程注：1 当无法取得饱和单轴抗压强度数据时，科用点荷载试验强度换算，换算方法按现行国家标准《工程岩体分级标准》（GB50218）执行；2 当岩体完整程度极为破碎时，可不进行坚硬程度分类。

1.3、岩体完整程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注: 完整性指数为岩体压缩波速与岩块压缩波速之比的平方。

1.4-1、岩石完整程度的定性分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.4-2、岩体完整程度划分《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）注：1 波速比Kv为风化岩石与新鲜岩石压缩波速度之比;2 风化系数K f为岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比;3 花岗岩类岩石，可采用标准贯入试验划分，N≥50为强风化；50＞N≥30为全风化；N＜30为残积土。

4 泥岩和半成岩，可不进行风化程度划分。

1.6、岩体基本质量等级分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.7、岩石按质量指标RQD分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.8、岩层厚度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.9、岩石按在水中软化系数分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注：软化系数（K R）等于饱和状态与风干状态的岩石单轴极限抗压强度之比。

2 公路工程2.1、岩石坚硬程度分级《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）注：岩石饱和单轴抗压强度试验要点，见本规范附录B。

2.2、岩体完整程度划分《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）注: 完整性指数为岩体压缩波速与岩块压缩波速之比的平方。

2.3、岩体节理发育程度分类《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）2.4、岩石按软化系数分类《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）注：软化系数（K）等于饱和状态与风干状态的岩石单轴极限抗压强度之比。

2.5、岩石坚硬程度的定性分级《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）2.6、岩石的风化程度分级《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）注：1 波速比Kv为风化岩石与新鲜岩石压缩波速度之比;2 风化系数K f为岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比;3 花岗岩类岩石，可采用标准贯入试验划分，N≥50为强风化；50＞N≥30为全风化；N＜30为残积土。