1、岩石工程地质力学原理(第一篇)王思敬中国科学院地质与地球物理研究所岩石工程地质力学原理 1 概述 2 工程地质力学的基本原理 3 岩石组合的工程地质力学分析 4 构造体系的地质力学分析 5 初始地应力场及其地质力学分析 6 岩体结构面及其力学属性 7 岩体结构类型及其特性 8 水文地质结构与渗流分析 9 不良的工程地质力学背景 10 工程地质力学的稳定性分析 11 结语岩体结构面及其力学属性 结构面是岩体内具有一定方向，延展较大、厚度较小的二维面状地质界面，包括物质的分异面及结构的不连续面，如层理、层面、节理、断层等。结构面是在岩体形成，演化过程中产生和发展而来的(表2)。在岩体建造、形变和次
2、生蜕变过程中，岩体内不断形成结构面，它们的特性还在不断变化。不同成因的地质结构面往往在产状、分布及特性上有所不同，因而在岩体变形破坏过程中作用也不同。结构面及其成因类型 表2 岩体结构的形成和演化 地质体结构的形成已形成结构的演化不均一性结构不连续性结构建造过程沉积过程沉积建造的层组结构韵律互层结构互层结构薄层结构夹层结构厚层结构沉积结构面层面、层理软弱夹层不整合面沉积间断面原生岩浆活动岩浆岩体结构岩基顺层侵入体岩脉、岩墙岩流层火成结构面接触面原生节理流层原生变质作用变质岩层组结构块状结构板状、片状结构夹层结构厚层结构变质结构面片理片麻理软弱夹层板理剥理原生表2 岩体结构的形成和演化（续）地质
3、体结构的形成已形成结构的演化不均一性结构不连续性结构构造变形褶皱结构流动复式褶皱挤压紧逼褶皱挤压复式褶皱舒缓波状褶皱断裂牵引褶皱断裂结构深大断裂区域断裂断层节理劈理 层间错动岩层截透镜化次生改变次生结构体风化松散结构溶蚀架空结构卸荷松弛结构次生充填结构 次生结构面 风化裂隙 卸荷裂隙 古风化面 次生夹泥风化夹层 风化破碎带泥化夹层溶蚀裂隙岩体结构面及其力学属性（1）沉积结构面 沉积结构面是沉积和岩石成岩过程中形成的，包括层理、层面、层间错动面、软弱夹层、以及沉积间断面和不整合面。层理是岩石成层的不均一物质分异面，在构造或风化作用下才分开成为层面。当沉积物质逐次分层沉积，且物质差异较大，则成岩后
4、保留不连续界面，即成为层面。层面一般结合较好。岩层的褶皱作用使层面产生错动，结合破坏，形成层间错动面。结构面及其成因类型 岩体结构面及其力学属性 软弱夹层是沉积结构面中常遇到的工程地质问题。尤其是经过构造和次生作用往往形成泥化夹层，对岩体稳定性影响更加显著。原生软弱夹层常见的有碎屑岩中的页岩、炭质页岩、粘土岩夹层；浅变质类复理石建造中板岩、页岩夹层；碳酸岩系中钙质页岩、泥质灰岩夹层等。沉积间断及不整合面对工程而言是大型软弱结构面，但不是经常能遇到的。不整合面一般波状起伏，结合不良，常是地下水通道。结构面及其成因类型 （2）火成结构面 火成结构面是岩浆侵入、喷溢、冷凝所形成的结构面，包括岩浆岩与
5、围岩的接触面，流线、流层、和原生冷凝节理等。侵入岩体与围岩的接触面有不同的特征，有的呈热力变质接触，胶结良好，有的则呈蚀变带，结合松软成为软弱结构面。在热力接触带附近的围岩中有时也发育挤压破裂结构面，岩石比较破碎。流线、流层在一般情况胶合良好，仅在风化带中有所剥开。火成岩系中在多次岩流间，往往夹有凝灰岩夹层或古风化夹层，成为软弱结构面，影响岩体的稳定。侵入岩体中在与围岩接触面平行的方向上冷凝节理发育。在火成岩及浅成侵入岩体中往往形成陡立的节理，构成柱状结构体。结构面及其成因类型 岩体结构面及其力学属性岩体结构面及其力学属性（3）变质结构面 变质结构面是区域变质作用所形成结构面如片理、板理、剥理
6、及其它片麻状结构，以及由于原岩物质组成不均一或变形过程流动分异而造成的软弱夹层，如云母片岩、绿泥石片岩、滑石片岩等。结构面及其成因类型 岩体结构面及其力学属性（4）构造结构面 构造结构面受构造应力作用在岩体中所产生的破裂面或破碎带，包括节理、断层及层间错动面等统称为构造结构面。它们的工程地质性质与力学成因、规模、多次活动及次生变化有密切关系，而共产状，分布主要取决于构造应力场条件。劈理是在岩层褶皱变形及断裂错动中产生的密集剪切破裂面。结构面及其成因类型 岩体结构面及其力学属性 节理的力学成因或为平面X型剪切面，或为侧面的X型剪切面，少数张性裂隙追踪X型节理而发育。由于节理分布较密，几组节理的组
7、合往往影响到岩体的局部稳定性。断层为规模较大的构造结构面，有显著位移，并形成构造岩。如前所述，断层可分为冲断层(包括仰冲、俯冲、逆掩断层)、捩断层及横断层等。断层面的特征及破碎带物质状态主要取决于断层的力学成因及岩层岩性。在工程范围内断层大都对岩体稳定有一定影响，其中有些直接威胁到工程的安全，而必须进行处理。结构面及其成因类型岩体结构面及其力学属性 原生软弱夹层经构造运动影响而产生层间错动面，往往形成破碎泥化夹层。它们的特点是沿薄层软弱夹层或其顶部发育，受错动成为碎屑及鳞片，间夹泥质物或是成为角砾状碎屑含于塑性夹泥中。构造运动作用除了促使夹层错动成破碎泥化夹层外，另一方面又可将夹层错断，使之成
8、为不连贯的透镜体，对岩体稳定有利。结构面及其成因类型岩体结构面及其力学属性(5)次生结构面 由于岩体受卸荷、风化、地下水等次生作用所形成的结构面为次生结构面，如卸荷裂隙、风化裂隙、风化夹层、泥化夹层、次生夹泥层等。结构面及其成因类型岩体结构面及其力学属性 卸荷裂隙是岩体在地表，尤其是受深切河谷影响，构造应力释放及调整所形成的破裂。它可以进一步受重力、风化及岸坡物理地质作用的影响而张开或位移。在块状脆性坚硬岩体中较为常见。风化裂隙一般沿原结构面发育，且限于表层风化带内。但含易风化矿物的岩层所形成的风化夹层则可能延至岩体较溧部位，如断层风化、岩豚风化、夹层风化等。结构面及其成因类型岩体结构面及其力
9、学属性 泥化夹层及次生夹泥层主要是在地下水作用下形成的。泥化作用在粘土岩，粘土页岩、泥质板岩、泥质灰岩等软弱夹层的顶部较为发育。共上覆砂岩或灰岩岩性坚硬，沿层面往往有过错动，地下水循环集中，以致形成泥化夹层。次生夹泥可沿层面、节理、断层形成，在两岸地下水活动带内，尤其是河床深槽两侧常见，主要是地下水所捐细颗粒泥质物，重新沉积、充填而成的。结构面及其成因类型岩体结构面及其力学属性 次生结构面的产状及分布受地形影响较大，对河谷及岸坡岩体稳定影响较为显著，在坝基、坝肩、隧洞口、路堑边坡等工程部位应特别注意。结构面及其成因类型岩体结构面及其力学属性 当研究岩体结构面时，我们应当注意以下几个问题：（1）
10、有些结构面上物质软弱破碎，含泥质物及水理性质不良的粘土矿物，抗剪强度低，它们对岩体稳定性影响最大，我们称之为软弱结构面。对于这种软弱结构面的研究应予以充分的注意，并且对其矿物物质组成也要进行分析。结构面类型及其工程地质特性（2）有些结构面延展性较强，在一定工程范围内切割整个岩体，对稳定性影响较大,常作为确定性结构面处理。而另一些结构面比较短小，互相不连贯，岩体强度育一部分仍受岩石强度控制，可作为随机性结构面处理。（3）当结构面密集程度很高，成带分布，有较大宽度时，常作为软弱结构带处理。岩体结构面及其力学属性结构面类型及其工程地质特性 岩体结构面及其力学属性 为研究各类结构面的力学特性，确定抗剪
11、强度参数（表3），应注意以下几方面因素:(1)结构面的充填情况 无充填时结构面表现为刚性接触面；充填少时结构面在剪切变形中呈现部分的刚性接触；充填物较厚时，其抗剪切强度就代表结构面的抗剪强度。(2)充填物的组成、结构及状态 充填物可为原状的软弱夹层、错动破碎的角砾岩、构造碎屑物和糜棱岩，或为次生的泥质物，它们具有不同的变形和剪切特性。充填物的粘土含量、分布及亲水矿物成分对抗剪强度影响很大。结构面类型及其工程地质特性 表3 现场测定的结构面抗剪强度 N结构面类型上 限平 均下 限tanC(kPa)tanC(kPa)tanC(kPa)1破裂结构面1.103000.901800.721152破碎结构
12、面0.801500.62980.45663层状结构面0.762000.57930.43404泥化结构面0.34630.25220.168岩体结构面及其力学属性(3)结构面的平整度和光滑度 波状起伏的结构面在剪切变形过程中滑动角可局部增大，形成较大的抗剪阻力，而平整的结构面则很少产生滑动角增值的现象，抗剪阻力较小。光滑的结构面在剪切变形中主要发生摩擦力，而粗糙结构面除此之外还发生局部岩石的剪断，所以抗剪阻力较之光滑结构面高。结构面类型及其工程地质特性(4)结构面两侧岩石的力学性质 结构面两侧岩石可能皆为坚硬的，也可能有一侧是软弱的。在两侧均为坚硬岩石的条件下，剪切破坏一般沿结构面发生。若一侧岩石
13、软弱，强度很低，而结构面胶结良好，则剪切破坏可能部分地在软岩中发生。在软岩中的结构面上产生剪切破坏时，常局部地伴有两侧岩石的剪切破坏。岩体结构面及其力学属性结构面类型及其工程地质特性 岩体结构面及其力学属性 考虑上述几方面因素的综合作用，可将结构面划分为4种地质力学类型：（一）破裂结构面 破裂结构面为岩体中的破裂面或物质分异的不连续面，包括节理、片理、劈理及坚硬岩体的层面等，在法向应力作用下很易密合，从而呈刚性接触，属于硬性结构面，其剪切变形可以呈滑动型，也可以是剪断型。这类结构面的抗剪强度取决于它的平整度和粗糙度。结构面类型及其工程地质特性)()(cctg式中：tg约为0.20.4；且c达1
14、00300kP。岩体结构面及其力学属性结构面类型及其工程地质特性 根据实测 6 组节理剪切系数（）的统计，有以下剪切强度的数据(图)。平均值：5108.19.0Pa；上限值：5100.31.1Pa；下限值：51015.172.0Pa。岩体结构面及其力学属性结构面类型及其工程地质特性 就节理统计的结果而言，上限值和下限值相比，由于波状起伏而带来摩擦系数 的增加达0.38；而由于粗糙度引起的c值增加(c)达185kP。可见，对于破裂结构面可以通过少量实测数据，按起伏差和粗糙度，选择适合原位特性的剪切强度参数。tg 剪切应力(MPa)0.1法向应力(MPa)0.50.40.30.2dc0.10.20
15、.30.50.4ab0.6.破裂面；b.破碎面；c.层状面；d.泥化面图6地质结构面的剪切强度岩体结构面及其力学属性 (二)破碎结构面 破碎结构面为岩体内的破坏分离面，包括断层破碎带、风化破碎带、断层及层间错动面等。破碎结构面的充填物为角砾岩、碎屑、岩粉、鳞片及断层泥等。一般不同组分的充填物呈带状或透镜状分布，很不均一。在法向应力的作用下可产生显著的压密。结构面类型及其工程地质特性 岩体结构面及其力学属性 这类结构面中，一般充填物以碎屑，岩粉为主，或有一定程度胶结，因而在剪切变形过程中，岩块和碎屑咬合牢固，呈现很大的剪切阻力。但是达到峰值破坏后，剪切面上局部产生滚动摩擦，阻力下降，位移突然增加
16、。这种变形具有应变软化的剪断型曲线。在这类结构面中，有些含有较多或较厚的泥质物充填，则也可能具有屈服剪切型的剪切变形曲线。破碎结构面的剪切强度主要取决于充填物的组成和胶结程度 结构面类型及其工程地质特性 岩体结构面及其力学属性结构面类型及其工程地质特性 根据花岗岩中断层带、灰岩中断层带、泥质灰岩中层间错动面等破碎结 构 面 的 现 场 原 位 试 验 资 料，平 均 抗 剪 强 度 为51098.062.0Pa。当断层带中泥质物或细软物质(岩粉)较多，并呈带状分布时，剪切强度则较低，51066.045.0Pa,摩擦系数较平均值有显著的降低。当破碎结构面中含有较多的岩屑和碎块，或胶结较好时，摩擦
17、系数及c值均有较大的提高，剪切强度增加到5105.18.0Pa 岩体结构面及其力学属性结构面类型及其工程地质特性 岩体结构面及其力学属性 (三)层状结构面 层状结构面指岩体中成层的不连续面，包括层面、软弱夹层及软弱岩层的顺层接触面，如泥岩、粘土岩、泥质灰岩等。这类结构面由于一般有一定程度的胶结，往往出现屈服剪切剪断型的剪切变形曲线，即在达到峰值后出现剪应力的下跌。但有时结构面胶结不良，或软弱夹层过于软弱，则不出现应变软化现象，而呈屈服剪切型，伴有应变硬化。结构面类型及其工程地质特性 岩体结构面及其力学属性 层状结构面的剪切强度取决于结构面的胶结程度及软层本身的剪切强度。根据22组各种软岩中的层
18、面及软弱夹层抗剪试验资料统计，其剪切强度如下：结构面类型及其工程地质特性 51093.057.05100.276.05104.043.0 平均值：P P P上限值：下限值：岩体结构面及其力学属性结构面类型及其工程地质特性 岩体结构面及其力学属性结构面类型及其工程地质特性(四)泥化结构面泥化结构面是最软弱的结构面，它完全由塑性泥质物构成，如断层、断层泥、层间错动面，以及次生夹泥等。泥质物往往沿结构面富集，形成塑性夹层或透镜体。泥化结构面的剪切变形曲线以屈服剪切型为主，不出现峰值后的剪应力下跌。实际上，这类结构面的剪切强度已属于残余强度。在剪切变形过程中，随着剪应力的增加，位移呈非线性增加。岩体结
19、构面及其力学属性结构面类型及其工程地质特性 岩体结构面及其力学属性结构面类型及其工程地质特性 岩体结构要素岩体结构类型及其特性关于岩体结构的概念是在岩体工程实践中逐渐形成的。无论是从岩体构造变形过程及其地质历史所赋予的特征来看，还是从影响岩体稳定的实际问题来看，岩体结构应该包括两个方面要素，即结构面和结构体。岩体结构要素岩体结构类型及其特性结构面，如前所述，是岩体内各种具有一定方向、延展较大，厚度较小的两维地质界面，包括物质的分异面及不连续面，如层面、节理、断层等。在小比例尺问题中厚度较大的断层和软弱層仍可作结构面考虑，而在大比例尺问题中则应将它们当作软弱破碎结构体（带）考虑，并在分析模型中纳
20、入其次级结构面。岩体结构要素岩体结构类型及其特性结构体是指由不同产状的结构面组合起来，将岩体切割而成的块体。结构体的形态可分为块状体、柱状体、板状体、片状体、碎粒体、碎屑、鳞片等。块状体又可分为方块体，菱块体等在分析模型中围限结构体的结构面为确定性结构面，但是结构体内则含有随机性结构面。岩体结构类型 岩体结构类型及其特性岩体结构是指岩体受结构面切割而构成之结由体的组合。岩体力学的实践表明，大部分岩体受工程作用力的破坏过程，主要是结构体沿结构面的剪切滑移、拉开，以及整体的累积变形和张裂。所以，结构面和结构体只是一个问题的两个互相联系的部分。岩体的结构类型主要就是根据这两方面要素，考虑结构体的组合
21、特征来划分的。岩体结构类型岩体结构类型及其特性岩体结构可划为三种类型：块状结构，层状结构及碎裂结构块状结构强调非成层性，层状结构强调成层性，皆为原生结构，而碎裂结构强调原状结构的破坏和扰动（表4，）。表4a 岩体结构类型岩体结构地质描述岩体结构 类型亚类结构面结构体J节理状结构块状块状岩体，节理稀少节理巨块状节理块状节理一般发育节理、层理方块体裂隙块状广泛发育节理，断层稀少节理、断层板状体，锥体，楔形体L层状结构互层软硬相间软弱夹层，节理层状体间(夹)层硬层间夹软层软弱夹层，节理板状体薄层片岩、板岩及千枚岩片理，节理板状体软层均一软弱沉积岩体，页岩、粘土岩及泥岩节理方块体C碎裂结构镶嵌广泛发育
22、断裂及断块、碎块节理，剪切带碎块碎裂破裂、破碎及断裂断层，裂缝碎片、散粒表4a 岩体结构类型（续）岩体结构分类指标 类型亚类完整系数基本块度(m3)声波指数Zd质量系数ZJ节理状结构块状0.751.0051042104202.5节理块状0.750.51.000.521041104101裂隙块状0.50.30.70.31104210330.3L层状结构互层0.50.30.70.51104510330.2间(夹)层0.60.30.70.31104510350.5薄层0.40.30.21104210330.1软层0.30.20.2510321031.00.1C碎裂结构镶嵌0.350.20.13103
23、11032.50.2碎裂0.250.10.1110311021.00.05松散0.20.111020.05表4b 岩体结构特性岩体结构基本特性变形特性类型亚类J节理状结构块状均一连续体弹性，E25104MPa节理块状均一裂隙体弹性，闭合硬化，E13104MPa 裂隙块状断续离散块体弹性，闭合硬化，E510103MPaL层状结构互层各向异性薄板状体弹性，软化，E515103MPa，AE515间(夹)层各向异性薄板状体弹性，软化，E515103MPa，AE15薄层强烈各向异性薄板状体势能塑性，E510103MPa，AE13软层均一连续体势能塑性，E15103MPa，AE12C碎裂结构镶嵌均一碎块体
24、弹性，闭合硬化，E510103MPa碎裂各项异性碎块体塑性，软化，E0.52103MPa，AE12松散均一散粒体非线性，软化，E0.10.5103MPa表4b 岩体结构特性（续）岩体结构强度特性时间效应渗透特性类型亚类J节理状结构块状脆性断裂，Rs10.3无不透水节理块状节理扩展，Rs0.50.2不明显低透水性裂隙块状节理滑动并张开，Rs0.30.1短期应力调整裂隙透水L层状结构互层层面滑移，Rs0.50.1顺层蠕变层面透水间(夹)层层面滑移，Rs0.30.1沿夹层剪切蠕变层面透水薄层层面滑移弯曲，Rs0.50.3滑移和弯曲蠕变低透水性软层塑性屈服，Rs10.5粘弹塑性不透水C碎裂结构镶嵌破裂
25、解体，Rs0.30.5粘弹性裂隙透水碎裂解体屈服,Rs0.10.01粘弹塑性裂隙透水松散塑性屈服，Rs0.01粘塑性孔隙透水表4c 岩体结构稳定性岩体结构破坏机制变形过程分析方法类型亚类J节理状结构块状岩爆，爆裂突发，0.8，而且岩体单轴抗压强度和岩石单轴抗压强度的比值(折减系数)KR0.5。岩体结构类型 岩体结构类型及其特性块状结构 岩体结构类型 岩体结构类型及其特性岩体在预压阶段出现节理闭合而逐渐强化，达到一定压力后转变为线性变形，本质上仍具有弹脆性力学属性。破坏时部分岩石开裂，部分沿原结构面分离。由于原结构面的影响，部分岩石强度所起阻抗作用比同样一部分岩石在完整岩体中所起作用要低。所以，
26、岩体与岩石相比，弹性模量的折减系数KE0.50.8，而强度的折减系数KR0.30.5。岩体结构类型 岩体结构类型及其特性裂块状结构岩体结构类型 岩体结构类型及其特性岩体在本质上仍具有弹脆性特征，但在预压阶段呈现结构面闭合的变形曲线强化现象，而在接近峰值强度前，可出现弱化，应变增长加快，类似屈服。岩体的破坏主要是沿结构面分离，即岩体强度主要受结构面摩擦力控制，但是仍有小部分岩石的开裂和压碎。岩体弹性模量的折减系数KE0.30.5，岩体的强度折减系数KR=0.10.3。岩体结构类型 岩体结构类型及其特性 （2）层状岩体结构 层状岩体的地质类型为成层性强的沉积岩层，层面间距0.10.5m，往往软硬相
27、间。根据软层和硬层的组合关系，可分为薄层、夹层和互层(包括间层)结构等。岩体结构类型 岩体结构类型及其特性 薄层结构 薄层状结构岩体相对均一，但层面极为发育，如千枚岩、云母片岩、页岩等，一般来说，这类薄层状结构的岩体比较软弱。形成片状或板状结构体。由于结构面紧密闭合，岩体渗透性微弱。在力学属性上属于弹塑性或粘弹性，这主要取决于岩性。岩体呈现强各向异性。由于密集的、但呈闭合状的结构面的影响，岩体弹性模量折减系数KE0.30.5，而强度折减系数KR0.10.3，岩体沿主结构面(即层面或片理面)抗剪强度较低。岩体结构类型 岩体结构类型及其特性 夹层结构 当岩体以硬层为主，夹有薄层软岩，软层厚度远小于
28、硬层厚度时，形成夹层结构。在岩层褶皱过程中，沿软层极易产生层间错动，形成泥化夹层。在错动面上盘，地层中常见岩石劈理化，甚至张开裂隙，形成脉状水通道。岩体结构类型 岩体结构类型及其特性受软层压缩及剪切破坏的影响，岩体的应力应变曲线呈现非线性特征，并具有强各向异性。沿夹层方向岩体抗剪强度很低。就整体而言，岩体弹性模量折减系数KE=0.10.5，强度折减系数KR=0.050.3，视荷载方向不同而异。岩体结构类型 岩体结构类型及其特性 互层结构 软层厚度和硬层厚度相当，交替组合时，便形成互层结构。其中有些软层厚度比硬层小，为间层结构。典型的如复理石建造，在岩层褶皱过程中也会产生层间错动面，一般是在软层
29、顶部和硬层接触部位发生。由于软层较厚，允许产生较大的剪切应变，有时却不易形成具有较大相对位移的不连续面，如泥化夹层等。沿渗透性良好的硬层，如砂岩，灰岩等，发育层间裂隙水。地下水渗流对软岩顶板部位往往有泥化作用。岩体结构类型 岩体结构类型及其特性互层状岩体在整体上具有弹塑性的特征，这主要受软层特性控制。岩体在变形过程中，软层中出现塑性或粘弹性变形，而硬层则出现开裂，呈现脆性破坏，以适应软岩的巨大变形。岩体在整体上具有明显的各向异性。变形特性相对于硬岩的折减系数KE0.050.3，强度的折减系数KR=0.010.3，取值要全面考虑。岩体结构类型 岩体结构类型及其特性 （3）碎裂结构 碎裂结构是岩体
30、受到强烈的构造变形或次生演化作用而形成的。具有正常结构的块状结构或层状结构岩体经过裂隙化达到碎块化，以至碎块之间相对位移、挤压和错动，形成岩屑和岩粉。碎裂结构根据裂隙化、碎块化程度不同，可以划分为镶嵌结构、碎裂结构、层状碎裂结构和松散结构等亚类。岩体结构类型 岩体结构类型及其特性 镶嵌结构 当岩体局部应力集中，在强烈挤压力作用下产生碎裂化，发育多组网状裂隙，将岩体切割成为碎块体。但岩体相互挤压紧密，很少相对错动，因而很少夹泥，这种碎裂化岩体称为镶嵌结构岩体。典型的代表为大型断层破碎带的压碎岩带。有时在岩体中虽然并无明显的断层，但个别部位或岩层出现这种镶嵌结构岩体，当周围出现多组不同序次或不同构
31、造期的压性断层时，其中被围限的岩体往往具有镶嵌结构的特征，地下水赋存方式为裂隙水。岩体结构类型 岩体结构类型及其特性镶嵌结构是典型的复杂形态的坚硬结构体(碎块体)的镶嵌组合，因而在有围压条件可以经受很高的压力，弹性性能也很明显，呈现弹脆性的特点。承受剪应力的能力也很强，但是阻抗拉应力的性能极差，基本上不抗拉。岩体变形模量的折减系数KE0.1一0.5，抗压强度的折减系数KR=0.050.3。岩体结构类型 岩体结构类型及其特性 碎裂结构 块状岩体局部受构造作用力或次生地质作用的影响而破裂并碎化矿，碎块体又经相互的挤压、错动而变位，产生大量泥质物。碎块体之间接触为泥质物，部分呈刚性接触，这种碎块体通
32、过部分软弱面组合起来的结构属于典型的碎裂结构。它的地质类型有断裂交叉破碎岩体、断层破碎带、强风化带、卸荷松弛岩体，破碎溶蚀岩体等。这类岩体中发育裂隙水和脉状地下水，岩体的工程地质特性对地下水的作用很敏感。岩体结构类型 岩体结构类型及其特性 破裂结构岩体具明显的非线性应力应变关系。在荷载达到一定极限时产生屈服现象，岩体在整体上具有弹塑性、粘弹塑性变形特性。岩体的强度大幅度降低。在岩体破坏中产生碎块体系的解体和相对位移。无围压条件下，碎裂结构岩体往往具溃散的破坏机制。岩体的弹性模量折减系数为KE0.050.1，抗压强度的折减系数KR=0.010.05。岩体结构类型 岩体结构类型及其特性 层状碎裂结
33、构 这一类结构在成因上和上述碎裂结构一样，但因初始岩体是层状的，在形成过程中岩体除碎裂化外，伴有岩层的揉皱和塑性流动等变形。因此，岩体在力学特性上更不均一，变形和强度性能有更大幅度的降低。应力应变关系属于强非线性关系，在荷载作用下出现塑性和粘弹塑性特征。岩体的力学性能折减系数大致上和碎裂结构相同，KE0.030.1，KR=0.010.03。岩体结构类型 岩体结构类型及其特性 松散结构 当岩体的构造变形和次生演化非常强烈，以致将它的初始结构全部或大部破坏，在物质组成上也有很大变化时，就形成松散结构。这种结构岩体不仅受到碎裂化的作用，形成碎块体，而且产生大量岩屑、岩粉和泥质物，可以形容为块夹泥至泥
34、夹块的结构，如全风化带、断层带等；地下水呈脉状水，在地下水作用下岩体性能可急剧恶化。岩体结构类型 岩体结构类型及其特性松散结构岩体可以作为散体考虑，同时由于泥质物多，也可作为塑性或粘塑性体进行分析，根据具体情况分别对待。它们的力学性能在本质上与原岩性质无关，而取决于泥和碎块的组合，但总的说来，力学性能极低，KE0.05，KR0.01，可同属于岩体或土体类。岩体结构类型 岩体结构类型及其特性 在划分岩体结构类型时，必须充分注意到岩体的组合。这种具备不同岩体结构的岩组的划分，在剖面上可作为工程地质分段的依据，在平面图上则为工程地质分区的基础，对确定工程布局、预报工程地质条件具有实际意义，对进一步的岩体力学的试验研究，分析方法也能起到指导作用。
