2) Controling theory of rockmass struture
岩体结构控制论
4) Rock structure controlling theory
岩体结构控制理论
6) interaction principle of country rock controlling structure
控制围岩体结构作用原理
补充资料:岩体结构
岩体内岩块的组合排列形式。岩体结构是由结构面和结构体2个基本单元组成。
结构面 岩体内存在的不同成因、不同特性的各种地质界面的统称。如层面、节理、断层、裂隙等。结构面不是几何学上的面,而往往是具有一定张开度的裂缝,或被一定物质充填,具有一定厚度的层或带。按成因,结构面可分为:沉积或成岩过程中产生的层面、夹层、冷凝节理等原生结构面;构造作用下形成的断层、节理等构造结构面;变质作用下所产生的片理、片麻理等变质结构面;还有在外营力作用下形成的风化裂隙、卸荷裂隙等次生结构面。按规模(主要是长度),可将结构面分为5级:(几十至上百公里,十几公里,几公里,几米至几十米和厘米级)。它们分级或共同控制着区域、地区、山体、岩体的稳定性和岩块的力学特性。按性质,结构面可分为硬性(刚性)结构面和软弱结构面。硬性结构面的摩擦系数较大,多数没有充填物。软弱结构面的摩擦系数相对较小,延伸较长,且普遍充填粘土、泥、岩石碎块等物质。按物质组成和微结构形态,软弱结构面分为原生软弱夹层、断层和层间错动破碎带、软弱泥化带(或夹层)等 3种类型。某些充填泥质或粘土薄膜的大节理,也可构成软弱结构面。软弱结构面是岩体中最容易产生变形和破坏的部位。它常常成为危险的切割面、滑移面或构成有害的压缩变形带,导致岩体产生不允许的变形或失稳。因此,当工程岩体中存在软弱结构面时,除了要研究它们的几何形态、结合状况、空间分布和填充物质等方面外,还要特别注意对其物质组成、厚度、微观结构、在地下水作用下工程地质性质(潜蚀、软化)的变化趋势、受力条件和所处的工程部位,以及它们的力学性质指标等,进行专门的试验研究,并对其对岩体稳定性的影响作出定量的分析评价,提出工程处理措施。
结构体 岩体受结构面切割而成的块体或岩块。随着结构面的分级,相应地结构体也可分级。视研究问题的不同,所选取的结构体等级是不一的。几级结构体综合叠加影响居多。由于不同级别、不同性质、不同产状以及不同发育程度的结构面的组合,结构体几何形态、单体大小可迥然不同。岩性的变化,也均关系着岩体的完整性、坚强性,从而决定着岩体的所属介质类型。
岩体结构类型 按结构面和结构体组合形式,尤其是结构面性状,可将岩体划分如下结构类型:①整体块状结构,包括整体(断续)结构、块状结构和菱块状结构;②层状结构,包括层状结构和薄层(板状)结构;③碎裂结构,包括镶嵌结构、层状碎裂结构和碎裂结构;④散体结构,包括块夹泥结构和泥夹块结构等。
岩体结构力学效应 结构对岩体力学性能的影响。岩体在力学作用和力学性质上有明显的结构效应,结构类型不同,力学效应不一。若岩体内存在着软弱结构面,则岩体结构力学效应主要受它控制,而且取决于它的充填度(即充填物在结构面内填充程度)、充填物成分与结构、充填物厚度以及结构面的起伏度(即结构面的起伏程度,常用起伏差即起伏最大值表示)。其中又以充填物厚度、充填度和起伏度最为重要。厚度大小与物质成分有关,一般颗粒越粗厚度越大;反之,颗粒越细,厚度越小。设充填物厚度为h,结构面起伏差为H,定义为充填度。起伏的结构面内充填物的充填度越大,结构面抗剪强度越低。当充填度大于200%左右时,结构面强度便稳定于一定的水平上;即与软弱充填物质的强度相当,这种关系称之为充填度的力学效应。
结构面起伏度用起伏差及起伏角表示。起伏差的力学效应常与充填度相联系。起伏角α 为迎着受力方向结构面的仰角,又称为爬坡角。结构面具有爬坡角为α 的起伏时,其抗剪强度中的摩擦角φa将增加α ,即
φa=φj+α
φj为平直结构面的基本摩擦角。
多组四级结构面(如节理)发育的岩体结构类型的力学效应主要取决于结构面密度(单位尺寸上的结构面数)、结构面产状(结构面出露的空间方位)及结构面组数 3个方面。岩体强度(变形参数也同样)随着岩体内含的结构面组数和结构体数增多而降低。结构面对岩体破坏影响有一定的范围。当结构面倾角大于或小于α min时,结构面对岩体破坏便没有影响。当结构面倾角介于和αmin之间时,岩体强度则随着结构面倾角而变化,在α=30°±时,出现强度最低值。在多组结构面发育的岩体,结构面对岩体力学作用和力学性质的影响,是各组结构面力学效应的叠加。显然,结构面组数越多,岩体力学性质越均匀化。
整体结构岩体的力学效应规律基本上与节理化岩体相近。以单轴抗压强度为例,节理化岩体仅相当于岩块抗压强度的1/3至1/10,而整体结构岩体的单轴抗压强度可相当于岩块的1/2至1/3。
参考书目
谷德振著:《岩体工程地质力学基础》,科学出版社,北京,1979。
孙广忠著:《岩体力学基础》,科学出版社,北京,1983。
结构面 岩体内存在的不同成因、不同特性的各种地质界面的统称。如层面、节理、断层、裂隙等。结构面不是几何学上的面,而往往是具有一定张开度的裂缝,或被一定物质充填,具有一定厚度的层或带。按成因,结构面可分为:沉积或成岩过程中产生的层面、夹层、冷凝节理等原生结构面;构造作用下形成的断层、节理等构造结构面;变质作用下所产生的片理、片麻理等变质结构面;还有在外营力作用下形成的风化裂隙、卸荷裂隙等次生结构面。按规模(主要是长度),可将结构面分为5级:(几十至上百公里,十几公里,几公里,几米至几十米和厘米级)。它们分级或共同控制着区域、地区、山体、岩体的稳定性和岩块的力学特性。按性质,结构面可分为硬性(刚性)结构面和软弱结构面。硬性结构面的摩擦系数较大,多数没有充填物。软弱结构面的摩擦系数相对较小,延伸较长,且普遍充填粘土、泥、岩石碎块等物质。按物质组成和微结构形态,软弱结构面分为原生软弱夹层、断层和层间错动破碎带、软弱泥化带(或夹层)等 3种类型。某些充填泥质或粘土薄膜的大节理,也可构成软弱结构面。软弱结构面是岩体中最容易产生变形和破坏的部位。它常常成为危险的切割面、滑移面或构成有害的压缩变形带,导致岩体产生不允许的变形或失稳。因此,当工程岩体中存在软弱结构面时,除了要研究它们的几何形态、结合状况、空间分布和填充物质等方面外,还要特别注意对其物质组成、厚度、微观结构、在地下水作用下工程地质性质(潜蚀、软化)的变化趋势、受力条件和所处的工程部位,以及它们的力学性质指标等,进行专门的试验研究,并对其对岩体稳定性的影响作出定量的分析评价,提出工程处理措施。
结构体 岩体受结构面切割而成的块体或岩块。随着结构面的分级,相应地结构体也可分级。视研究问题的不同,所选取的结构体等级是不一的。几级结构体综合叠加影响居多。由于不同级别、不同性质、不同产状以及不同发育程度的结构面的组合,结构体几何形态、单体大小可迥然不同。岩性的变化,也均关系着岩体的完整性、坚强性,从而决定着岩体的所属介质类型。
岩体结构类型 按结构面和结构体组合形式,尤其是结构面性状,可将岩体划分如下结构类型:①整体块状结构,包括整体(断续)结构、块状结构和菱块状结构;②层状结构,包括层状结构和薄层(板状)结构;③碎裂结构,包括镶嵌结构、层状碎裂结构和碎裂结构;④散体结构,包括块夹泥结构和泥夹块结构等。
岩体结构力学效应 结构对岩体力学性能的影响。岩体在力学作用和力学性质上有明显的结构效应,结构类型不同,力学效应不一。若岩体内存在着软弱结构面,则岩体结构力学效应主要受它控制,而且取决于它的充填度(即充填物在结构面内填充程度)、充填物成分与结构、充填物厚度以及结构面的起伏度(即结构面的起伏程度,常用起伏差即起伏最大值表示)。其中又以充填物厚度、充填度和起伏度最为重要。厚度大小与物质成分有关,一般颗粒越粗厚度越大;反之,颗粒越细,厚度越小。设充填物厚度为h,结构面起伏差为H,定义为充填度。起伏的结构面内充填物的充填度越大,结构面抗剪强度越低。当充填度大于200%左右时,结构面强度便稳定于一定的水平上;即与软弱充填物质的强度相当,这种关系称之为充填度的力学效应。
结构面起伏度用起伏差及起伏角表示。起伏差的力学效应常与充填度相联系。起伏角α 为迎着受力方向结构面的仰角,又称为爬坡角。结构面具有爬坡角为α 的起伏时,其抗剪强度中的摩擦角φa将增加α ,即
φa=φj+α
φj为平直结构面的基本摩擦角。
多组四级结构面(如节理)发育的岩体结构类型的力学效应主要取决于结构面密度(单位尺寸上的结构面数)、结构面产状(结构面出露的空间方位)及结构面组数 3个方面。岩体强度(变形参数也同样)随着岩体内含的结构面组数和结构体数增多而降低。结构面对岩体破坏影响有一定的范围。当结构面倾角大于或小于α min时,结构面对岩体破坏便没有影响。当结构面倾角介于和αmin之间时,岩体强度则随着结构面倾角而变化,在α=30°±时,出现强度最低值。在多组结构面发育的岩体,结构面对岩体力学作用和力学性质的影响,是各组结构面力学效应的叠加。显然,结构面组数越多,岩体力学性质越均匀化。
整体结构岩体的力学效应规律基本上与节理化岩体相近。以单轴抗压强度为例,节理化岩体仅相当于岩块抗压强度的1/3至1/10,而整体结构岩体的单轴抗压强度可相当于岩块的1/2至1/3。
参考书目
谷德振著:《岩体工程地质力学基础》,科学出版社,北京,1979。
孙广忠著:《岩体力学基础》,科学出版社,北京,1983。
说明:补充资料仅用于学习参考,请勿用于其它任何用途。
参考词条