09年造價工程師建設(shè)工程技術(shù)與計量（土建）精華（15）

　　第四節(jié) 巖體特征

　　對建設(shè)工程而言，巖石的好壞（如強度等）雖然重要，但巖石的完整性、巖塊間的組合關(guān)系和地下水的作用等多種因素更重要，從而提出了巖體的概念。

　　巖體和巖石的概念不同，巖石是礦物的集合體，其特征可以用巖塊來表征。巖體是由一種巖石或多種巖石甚至可以是不同成因巖石的組合體?，F(xiàn)成的巖體已經(jīng)受了構(gòu)造變動、風(fēng)化作用、卸荷作用等各種內(nèi)外力地質(zhì)作用的破壞和改造，是經(jīng)常被節(jié)理、斷層、層面及片理面等結(jié)構(gòu)面所切割，具有一定結(jié)構(gòu)的、受地下水影響的多裂隙綜合體。

　　工程巖體有地基巖體、邊坡巖體和地下洞室圍巖三類。在工程施工和使用過程中，工程巖體的穩(wěn)定性直接影響部分工程甚至整個工程的安全與穩(wěn)定，決定工程的成功與失敗，應(yīng)高度重視。

　　一、巖體結(jié)構(gòu)分析

　　巖體是由結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)休兩部分組成的。結(jié)構(gòu)面是指切割巖體的各種地質(zhì)界面的統(tǒng)

　　稱，如層面、沉積間斷面、節(jié)理、斷層、軟弱夾層等。由數(shù)組結(jié)構(gòu)面切割而成的巖石塊體稱為結(jié)構(gòu)體。結(jié)構(gòu)面強度及其他性能對工程建設(shè)影響很大，結(jié)構(gòu)面的工程性質(zhì)取決于結(jié)構(gòu)面的方位（產(chǎn)狀）、延續(xù)性、粗糙度、側(cè)壁強度、兩壁間的張開度和充填物、相鄰結(jié)構(gòu)面的間距、節(jié)理組數(shù)、結(jié)構(gòu)體塊體的形狀和大小，以及巖體內(nèi)的滲流。巖體結(jié)構(gòu)是指巖體中結(jié)構(gòu)面與結(jié)構(gòu)體的組合方式。巖體結(jié)構(gòu)的基本類型可分為整體塊狀結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)和散體結(jié)構(gòu)。

　　（1）整體塊狀結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)面稀疏、延展性差、結(jié)構(gòu)體塊度大且常為硬質(zhì)巖石，整體強度高，變形特征接近于各向同性的均質(zhì)彈性體，變形模量、承載能力與抗滑能力均較高，抗風(fēng)化能力一般也較強。因而，這類巖體具有良好的工程地質(zhì)性質(zhì)，往往是較理想的各類工程建筑地基、邊坡巖體及洞室圍巖。

　?。?）層狀結(jié)構(gòu)。巖體中結(jié)構(gòu)面以層面與不密集的節(jié)理為主，結(jié)構(gòu)面多閉合或微張狀、一般風(fēng)化微弱、結(jié)合力較弱，結(jié)構(gòu)體塊度較大且保持著母巖巖塊性質(zhì)，故這類巖體總體變形模量和承載能力均較高。作為上程建筑地基時，其變形模量和承載能力一般均能滿足要求。但當結(jié)構(gòu)面結(jié)合力不強，有時又有層間錯動面或軟弱夾層存在，則其強度和變形特性均具各向異性特點，一般沿層面方向的抗剪強度明顯低于垂直層面方向的，當有軟弱結(jié)構(gòu)面存在時更甚。這類巖體作為邊坡巖休時，結(jié)構(gòu)面傾向坡外比傾向坡里的工程地質(zhì)性質(zhì)差得多。

　?。?）碎裂結(jié)構(gòu)。巖體中節(jié)理、裂隙發(fā)育、常有泥質(zhì)充填物質(zhì)，結(jié)合力不強，其中層狀巖體常有平行層面的軟弱結(jié)構(gòu)而發(fā)育，結(jié)構(gòu)體塊度不大，巖體完整性破壞較大。其中鑲嵌結(jié)構(gòu)巖體為硬質(zhì)巖石，具有較高的變形模量和承載能力，工程地質(zhì)性能尚好。而層狀碎裂結(jié)構(gòu)和碎裂結(jié)構(gòu)巖體變形模量、承載能力均不高，工程地質(zhì)性質(zhì)較差。

　?。?）散體結(jié)構(gòu)。巖體節(jié)理、裂隙很發(fā)育，巖體十分破碎，巖石手捏即碎，屬于碎石土類，可按碎石土類考慮。

　　二、巖體力學(xué)特征

　　巖體的力學(xué)特征不僅取決于巖石的性質(zhì)，更受結(jié)構(gòu)面工程性質(zhì)的影響。巖體的力學(xué)特征主要是巖體的變形、流變和強度特征。

　?。?）巖體的變形特征。就大多數(shù)巖體而言，一般建筑物的荷載遠達不到巖體的極限強度值。因此，設(shè)計人員所關(guān)心的主要是巖體的變形特性。巖體變形參數(shù)是由變形模量或彈性模量來反映的。由于巖體中發(fā)育有各種結(jié)構(gòu)面，所以巖體的彈塑性變形較巖石更為顯著。

　?。?）巖體的流變特征。試驗和工程實踐表明，巖石和巖體均具有流變性。特別是軟弱巖石、軟弱夾層、碎裂及散體結(jié)構(gòu)巖體，其變形的時間效應(yīng)明顯，蠕變特征顯著。有些工程建筑的失事，往往不是因為荷載過高，而是在應(yīng)力較低的情況下巖體產(chǎn)生了蠕變。

　?。?）巖體的強度特征。一般情況下，巖體的強度既不等于巖塊巖石的強度，也不等于結(jié)構(gòu)面的強度，而是二者共同影響表現(xiàn)出來的強度。但在某些情況下，可以用巖石或結(jié)構(gòu)面的強度來代替。如當巖體中結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，呈完整結(jié)構(gòu)時，可以巖石的強度代替巖體強度；如果巖體沿某、—結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生整體滑動時，則巖體強度完全受結(jié)構(gòu)面強度控制。

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