1、淤积淤积地质体(岩体)地质体(岩体)淤积淤积地质体地质体(岩体岩体)结构面结构面Structure Surface结构体结构体岩块岩块Rockp 断层:规模较大,宽度几米几十米,延伸长度几百米几公里;断层:规模较大,宽度几米几十米,延伸长度几百米几公里;p 节理:规模中等,宽度几十厘米,延伸长度几米几十米;节理:规模中等,宽度几十厘米,延伸长度几米几十米;p 裂隙:规模较小,宽度几厘米甚至更小,延伸长度几十厘米;裂隙:规模较小,宽度几厘米甚至更小,延伸长度几十厘米;淤积淤积地质体地质体(岩体岩体)结构面结构面结构体结构体根据相根据相对组合对组合关系划关系划分岩体分岩体的结构的结构结构面结构面不
2、均一程度不均一程度2.2.1 岩石的裂隙性岩石的裂隙性 通常采用通常采用裂隙率裂隙率作为定量评作为定量评价价(描述描述)裂隙切割的程度。裂隙切割的程度。2.2.1 岩石的裂隙性岩石的裂隙性q 单向裂隙单向裂隙a)沿一组裂隙面法向统计沿一组裂隙面法向统计 dnn 1 含义:单位长度上裂隙含义:单位长度上裂隙条数(条条数(条m)。)。显然:显然:岩体切割越破岩体切割越破碎。碎。1nd2.2.1 岩石的裂隙性岩石的裂隙性q 单向裂隙单向裂隙b)沿裂隙面方向沿裂隙面方向(连通率)(连通率)baan2a裂隙面长度;裂隙面长度;b岩桥长度;岩桥长度;Jinping2.2.1 岩石的裂隙性岩石的裂隙性q 平
3、面裂隙率平面裂隙率概念:指岩石单位面积上各类裂隙面积所占比重。概念:指岩石单位面积上各类裂隙面积所占比重。At lKniiiA1 第第i i条裂隙长度;条裂隙长度;第第i i条裂隙宽度;条裂隙宽度;ilit讨论讨论 的两种极限情况:的两种极限情况:AK(1)时,无裂隙;时,无裂隙;0AK(2)时,全部被裂隙充满;时,全部被裂隙充满;1AK2.2.2 各向异性各向异性q 正交各向异性(三个材料主轴、定义材料参数)正交各向异性(三个材料主轴、定义材料参数)概念:岩石的强度、变形指标(力学性质)随空间方位概念:岩石的强度、变形指标(力学性质)随空间方位不同而异的特性。不同而异的特性。(从岩石的不同方
4、向施加荷载,其抵抗破坏从岩石的不同方向施加荷载,其抵抗破坏的能力不同的能力不同)三个材料主轴方向三个材料主轴方向力学性力学性质不同质不同 表征各向异性材料的参数表征各向异性材料的参数9个!个!2.2.2 各向异性各向异性 概念:岩石的强度、变形指标(力学性质)随空间方位概念:岩石的强度、变形指标(力学性质)随空间方位不同而异的特性。不同而异的特性。q 横观各向同性(层状)横观各向同性(层状)v 层面内层面内 力学性质相同(多向同性面);力学性质相同(多向同性面);v 层层 间间 力学性质差异;力学性质差异;v 涉及涉及5个参数:个参数:nEniEiG 在前面说到,岩石力学问题的研究首先在前面说
5、到,岩石力学问题的研究首先应从岩石的基本物理力学性质研究入手,本应从岩石的基本物理力学性质研究入手,本节介绍岩石(块)的基本物理性质的主要指节介绍岩石(块)的基本物理性质的主要指标及测试方法。标及测试方法。中华人民共和国水利部中华人民共和国水利部.水利水电工程岩石试验规程水利水电工程岩石试验规程SL264-2019S.中华人民共和国行业标准中华人民共和国行业标准,2019年孔隙(含水、空气等)孔隙(含水、空气等)矿物颗粒矿物颗粒2.3.1 岩石的容重岩石的容重 指单位体积岩石的重量。指单位体积岩石的重量。VWq 干容重(烘干状态)干容重(烘干状态)sdWV体积体积V的确定:标准件的确定:标准件
6、 直接量直接量A、H;非标准件非标准件 用阿基米德原理用阿基米德原理q 天然容重天然容重天然状态(大气压力室温条件下含水量)天然状态(大气压力室温条件下含水量)VW002.3.1 岩石的容重岩石的容重q 饱和容重饱和容重测定方法:煮沸或测定方法:煮沸或抽真空抽真空充分饱和充分饱和称重称重WmmmWV 岩石的容重在一定程度上反映岩石的容重在一定程度上反映岩石的力学性质情况。通常,岩石岩石的力学性质情况。通常,岩石的容重越大,则它的性质越好,反的容重越大,则它的性质越好,反之越差。之越差。2.3.2 比重比重ssswWGVsWsVw2.3.3 孔隙率孔隙率%1001100100VVVVVVVnss
7、vssswWGV1sswsVGWdsdswsVGWdssswsWVGVWVVGswsd%Gnwsd100412.3.3 孔隙率孔隙率2.3.4 天然含水量天然含水量%100m%100%00dddmmmmdmm0m2.3.5 自然吸水率自然吸水率11%100%asassWWWWWsW1aW2.3.6 饱和吸水率饱和吸水率2%100%sassassWWWWWsWsaW2.3.7 饱水系数饱水系数%100%asaK2.3.7 饱水系数饱水系数 K91时:冻结过程中,水结成冰的相变现象时:冻结过程中,水结成冰的相变现象会对岩石中的孔隙和裂隙产生会对岩石中的孔隙和裂隙产生“冰劈冰劈”作用,造成岩作用,造
8、成岩石胀烈破坏。石胀烈破坏。KK1。2.3.10 渗透系数渗透系数KdrdprLkqw2dpQrLkrdrw2一般为常数q范围内积分21RRrpQrLkRRw212ln122RRLpQkwlnAqL/pkik2.3.10 渗透系数渗透系数K现场抽水试验现场抽水试验 Borehole Pumping Test稳定流抽水试验稳定流抽水试验非稳定流抽水试验非稳定流抽水试验自由振荡法试验自由振荡法试验2.3.10 渗透系数渗透系数K中华人民共和国电力部中华人民共和国电力部.水利水电工程钻孔抽水水利水电工程钻孔抽水试验规程(试验规程(DL/T5213-2019S.中华人民共和国中华人民共和国行业标准行业
9、标准,2019年2.4.1 岩体质量指标岩体质量指标RQD分类分类%100钻孔总进尺长度扣除破碎或软弱夹层的岩芯采取率%cm1001010钻孔总进尺钻孔总进尺后的长度扣除岩芯长度修正岩芯采取率cmllii2.4.1 岩体质量指标岩体质量指标RQD分类分类2.4.2 岩体质量评分岩体质量评分(RMR)地质力学围岩分类地质力学围岩分类2.4.2 岩体质量评分岩体质量评分(RMR)地质力学围岩分类地质力学围岩分类岩体工程分类的参数及评价标准岩体工程分类的参数及评价标准1完整岩石的强度完整岩石的强度(Mpa)点荷载指数点荷载指数104102412此低值区最好采用单轴抗此低值区最好采用单轴抗压强度压强度
10、单轴抗压强度单轴抗压强度250100250501002550525151评分评分1512742102RQD值值9010075905075255025评分评分201713833节理间距(节理间距(cm)2006020020606206评分评分201510854节理状态节理状态裂开面很粗糙节理裂开面很粗糙节理不连通,未张开,不连通,未张开,两壁岩石未风化两壁岩石未风化裂开面稍粗裂开面稍粗糙裂开宽度糙裂开宽度1mm两壁两壁轻度风化轻度风化裂开面稍粗裂开面稍粗糙裂开宽度糙裂开宽度1mm两壁两壁高度风化高度风化裂开面夹泥厚度裂开面夹泥厚度小于小于5mm或裂开或裂开宽度宽度15mm,节理连通节理连通裂开面
11、夹泥厚度大于裂开面夹泥厚度大于5mm或裂开宽度大于或裂开宽度大于5mm,节理连通节理连通评分评分3025201005地下水状地下水状况况隧洞中每隧洞中每10m长段涌水长段涌水量(量(L/min)010102525125125节理水压力节理水压力/大主应力大主应力00.00.10.10.20.20.50.5隧洞干燥程度隧洞干燥程度干燥干燥稍潮湿稍潮湿潮湿潮湿滴水滴水涌水涌水评分评分15107402.4.2 岩体质量评分岩体质量评分(RMR)地质力学围岩分类地质力学围岩分类按节理方向的修正评分值按节理方向的修正评分值节理走向和倾角节理走向和倾角非常有利非常有利有利有利一般一般不利不利非常不利非常不利评分值评分值隧洞隧洞0-2-5-10-12地基地基0-2-7-15-25边坡边坡0-5-25-50-60按总评分确定的岩体类别按总评分确定的岩体类别评分值评分值1008180616041402120分类级分类级质量描述质量描述很好的岩体很好的岩体好岩体好岩体中等岩体中等岩体差的岩体差的岩体很差的岩体很差的岩体2.4.2 岩体质量评分岩体质量评分(RMR)地质力学围岩分类地质力学围岩分类覆盖层覆盖层2.4.3 其他分类方法其他分类方法