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1、第二章岩体的力学特性,1岩体结构2构造面的几何特性和力学特性3岩体的强度特性4岩体的变形特性5岩体质量评价和分类,牙齿章节内容:2-1岩体结构,构造面:岩体存在的各种原因和各种特性的地质界面。物质的介面,不连续的一面像腌渍,方便,断层。核心:结构面从岩体中剪切的几何图形称为核心(岩石块)。岩体:构造面和构造体的地质统一体。图2-1岩体结构示意图,1,构造面,(1)地质性类型,基本构造面:岩体在成岩过程中形成的构造面。沉积构造面是沉积岩在沉积和成岩过程中形成的,有层状、弱夹层、沉积间剖面、不一致面等。1,原因类型,华城结构面是岩浆侵入和凝结过程中形成的结构面。包括岩浆岩体和围岩的接触面、各期岩浆
2、岩之间的接触面、基本凝结关节等。变质的构造面在变质过程中形成(残余构造面和再结晶构造面)。例如方便、方便、方便、盘利、弱夹层等。结构结构表面是岩体形成后结构应力作用形成的各种破裂面,包括断层、节理、劈裂、层间错动面等。二次结构面是岩石形成后受外力作用而产生的结构面,包括卸荷裂纹、风化裂纹、二次夹泥层、泥浆夹层等。(2)力学原因类型,剪切结构面由剪切应力形成,破裂面两侧的岩体产生相对滑动,如逆断层、平移断层、多个正断层等。长城结构面是由拉应力形成的。例如粘土岩脱水收缩节理、岩浆岩的凝结结节等。平移断层,正断层,逆断层,2,等级,2,结构体,1,结构体等级I级结构体:I级构造面切割的结构体(地质体
3、)。II级结构:I级结构被II级结构面切割的结构体(山)。III级结构:II级结构被III级结构面切割的结构。IV级结构:III级结构被IV级结构面切割的结构体(完整的岩石或岩石块)。2,结构的块度,结构的块度一般为最小结构的尺寸。岩体工程稳定性分析中,构造体的块体图确定了工程围岩的破坏方式,确定了支护和加固方法。在发掘过程中,构造体的块体对施工及临时支护有影响。3,根据岩体结构类型、岩体I级结构,根据大规模构造面分割的形态特征,可以将岩体结构分为块状结构和板块层结构。I级岩体结构、整体结构、板层结构、块状结构、裂变结构、山体结构、块状结构、层状分裂结构、块状结构、大规模结构面被切割的岩体结构
4、定义为I级结构。基于等级I结构,辅助结构面被切割的岩石结构定义为等级II结构。可以根据二次结构面切割的岩石结构的程度和形态特征划分岩石结构。也就是说,II级岩石结构、Vpm岩弹性波纵波速度(m/s) Vpr岩石弹性波纵波速度(m/s)、岩石完整性系数、表示岩石结构特性的重要参数、1岩土工程特征:整体强度高、岩石稳定、均匀、各向同性连续介质。2,块状结构,完整性系数为0.350.75构造面间距为0.71.5 m节理发育,有通过微裂纹将岩石切割成柱、块状、菱形的结构。在工程范围内,两个以上的节理明显发育,形成影响工程稳定性的危险岩体,其尺寸小于工程几何尺寸。岩土工程特征:整体强度高,结构面徐璐牵制
5、,岩体基本稳定,接近弹性等向性体。,4,碎裂结构,结构发育,各种结构面和破裂交叉发育,主要充满泥浆。岩石破碎,块状或块状,部分由坚硬的大块或块状岩石包围,不均匀的不连续介质,稳定性较差。威廉莎士比亚,哈姆雷特,信实),5,山体结构,完整性系数:0.2主要挤压各种剧烈风化或破碎的岩体或土体。结构面相当发达,呈网状,岩体极度破碎,断层泥混合松散堆积或致密堆积。岩土工程特征:稳定性很低,岩石特性接近松散的介质。完整性系数:0.30.6层;薄层0.4结构表面间距:0.250.5m层;薄层0.25米是由中等厚度(0.250.5米)和薄层(0.25米)均匀、坚硬、脆弱或坚硬的沉积岩或沉积岩形成的癌症。结构
6、面以分层、方便、节里为主,往往有层间误动,结构体呈板状,皮瓣徐璐紧密重叠。岩土工程特征:在工程范围内,一组关节明显发展,在层内具有均匀的地质和力学特性,属于各向异性、层内均匀性的连续介质。其变形和强度特征由层及岩层组合控制,岩体稳定性差。3,板层结构,1,生产相,结构面生产相三要素:方向,趋势,倾角;与主应力的关系:控制岩体的破坏机理和强度。2-2岩体结构面的几何和力学特性,1,结构面的几何特性,结构面的阶段性密度反映了结构面发育的密度,用裂隙度和断面图表示。间隙k:沿取样线方向单位长度的结构面数。将取样线长度设定为l,单位为m。出现在牙齿长度内的结构面数n、采样线方向结构面平均间距d、K=n
7、/L、d=1/K=L/n、线密度Kd:如果是采样线垂直结构面,则间隙称为线密度;间隙d:结构面在相同结构面法线方向的平均距离。Kd=n/Ld,d=1/Kd=Ld /n,2,分布密度,计算多组结构表面裂纹k:Ka=1/max=cosa/da,Ka岩体中只有一个如果沿岩体剖面同时有多个面积为a1,a2,an的关节面,则岩体沿该剖面的切割度可以Xv表示为Xe=(a1 a2 an)/A组接头切割的程度。Xv=Xe。k,3,开放度,结构面的开放度,结构面的形态可以反映为侧壁的起伏形态和粗糙度。结构面侧壁的起伏形式分为平坦的、楼梯的、锯齿状的、波状的和不规则的。4,形态,侧壁起伏度可以用起伏角度I来表示:
8、岩体指标RQD(岩石质量设计):RQD的原始定义为:长度大于10cm的岩心长度总和与钻头总进展率之和,可以计算如下:结构面的粗糙度,根据结构标准粗糙度剖面随着粗糙度的增加,结构面的摩擦角度也增加。有关标准粗糙度配置文件,请参见右图。第二,结构面的力学性质,1工程学科岩石失稳破坏2控制岩石变形3控制地下水渗透4影响岩石中的应力分布,(1)法向变形特征曲线形状,先凹后陡。归结为接触微凸体的弹性变形、破碎、间接拉动裂纹的产生、新的接触点和面的增加。初始阶段以结构面变形为主,小于在n=c/3时默认情况下完成结构面变形的最大涂层杨怡开口度。卸载载荷后有明显的延迟和非弹性效果。,1,垂直变形和垂直刚度,(
9、2)垂直应力与垂直变形的关系(Goodman,1974)格式:位置压力:最大可能的封闭量s,t:结构面几何特征,与岩石力学特性相关的两个茄子参数,Bandis(c .法向应力减小,剪切刚度随剪切大小增大而减小,2,剪切变形和剪切刚度,(2)剪切变形方程1975,卡尔哈维,(3)剪切刚度Kt剪切刚度:1974年Goodman建议:格式:对于平滑结构面,剪切刚度取决于法向应力的大小变化。1)平面结构面的剪切强度,3,结构面的剪切强度,2)粗糙起伏结构面的剪切强度: (未粘合),剪切:(已粘合),2)剪切膨胀现象和剪切现象4,结构面力学性质的尺寸效果,Barr随着试块面积的增加,平均最大剪应力减少,达到最大强度时的位
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