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岩体的特征

岩体是由一种岩石或多种岩石甚至可以是不同成因岩石的组合体。工程岩体有地基岩体、边坡岩体和地下洞室围岩三类。在工程施工和使用过程中，工程岩体的稳定性直接影响部分工程甚至整个工程的安全与稳定，决定工程的成功与失败，应高度重视。

一、岩体的结构

(一)岩体的构成

1、岩石

(1)岩石的主要矿物

1)颜色。颜色是矿物明显、直观的物理性质。

2)光泽。光泽是矿物表面的反光能力，用类比方法常分为四个等级：金属光泽、半金属光泽、金刚光泽及玻璃光泽。

3)硬度。硬度是矿物抵抗外力刻画、压人或研磨等机械作用的能力。鉴定矿物常用一些矿物互相

刻画来测定其相对硬度，一般分为10个标准等级矿物硬度表

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(2)、岩石成因类型及其特征

地球固体的表层是由岩石组成的硬壳——地壳，组成地壳的岩石按成因可分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩(水成岩)和变质岩类。

①.岩浆岩(火成岩)根据形成条件，岩浆岩分为喷出岩和侵入岩。根据形成深度，侵入岩又分为深成岩(形成深度大于5km)和浅成岩(形成深度小于5km)。深成岩致密坚硬，孔隙率小，透水性弱，抗水性强，是理想的建筑基础(花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩);浅成岩，颗粒细小，岩石强度高，岩性不均一，节理裂隙发育，岩石破碎，风化蚀变严重，透水性增大(花岗斑岩、闪长玢岩、辉绿岩、脉岩)(13)。喷出岩产状不规则，厚度变化大，岩性很不均一，比侵入岩强度低，透水性强，抗风能力差(流纹岩、粗面岩、安山岩、玄武岩、火山碎屑岩)。

②.沉积岩

经风化、搬运、沉积和成岩等一系列地质作用而形成的层状岩石。如碎屑岩(如砾岩、砂岩、粉砂岩)、黏土岩(如泥岩、页岩)、化学岩及生物化学岩类(如石灰岩、白云岩、泥灰岩)等。

③.变质岩

变质岩是地壳中原有的岩浆岩或沉积岩，由于地壳运动和岩浆活动等造成物理化学环境的改变，使原来岩石的成分、结构和构造发生一系列变化所形成的新的岩石。如大理岩、石英岩等。变质岩的构造主要有板状构造、千枚状构造、片状构造、片麻状构造、块状构造，大理石属于块状构造。

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2.土

土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，在原地残留或经过不同的搬运方式，在各种自然环境中形成的堆积物。

(1)土的组成。土是由颗粒(固相)、水溶液(液相)和气(气相)所组成的三相体系。

(2)土的结构和构造。土的结构是指上颗粒本身的特点和颗粒间相互关联的综合特征，一般可分为两大基本类型：

①单粒结构(散粒结构)，是碎石(卵石)、砾石类土和砂土等无黏性土的基本结构形式，其对土的工程性质影响主要在于其松密程度。

②集合体结构(团聚结构或絮凝结构)，这类结构为黏性土所特有。

土的构造，是决定勘探、取样或原位测试布置方案和数量的重要因素之一。整个土体构成上的不均匀性包括：层理、夹层、透镜体、结核、组成颗粒大小悬殊及裂隙特征与发育程度等。

(3)土的分类

①、根据有机含量分类。根据土中有机质含量，分为无机土、有机质土、泥炭质土和泥炭。

②、根据颗粒级配和塑性指数分类根据颗粒级配和塑性指数分为碎石土、砂土、粉土和黏性土。碎石土是粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土;砂土是粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50%，且粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重50%的土;黏性土是塑性指数>10的土。黏性土分为粉质黏土和黏土;粉土是粒径大于0.075的颗粒不超过全重50%，且塑性指数≤10的土。

③、根据地质成因分类。土可分为残积土、坡积土、洪积土、冲击土、淤积土、冰积土和风积土等。

④、根据颗粒大小及含量分类。土可分为巨粒土、粗粒土、细粒土等。

3.结构面

结构面的特征是影响结构面强度及其他性能的重要因素。

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层面、节理、裂隙、裂缝、断层等结构面的空间位置定义为结构面的产状。结构面的产状由走向、倾向和倾角三个要素表示，如图1.1.2所示。并且，层面的产状还代表所在岩层的产状，即表示所在岩层的空间位置。

4.地质构造

(1)水平构造和单斜构造水平构造，是未经构造变动的沉积岩层，形成时的原始产状是水平的，先沉积的老岩层在下，后沉积的新岩层在上。

单斜构造，是原来水平的岩层，在受到地壳运动的影响后，产状发生变动形成岩层向同一个方向倾斜，这种产状变动往往是褶曲的一翼、断层的一盘或者是局部地层不均匀的上升或下降所引起。

(2)褶皱构造

褶皱构造是组成地壳的岩层受构造力的强烈作用，使岩层形成一系列波状弯曲而未丧失其连续性的构造(13)，它是岩层产生的塑性变形。绝大多数褶皱是在水平挤压力作用下形成的，但也有少数是在垂直力或力偶作用下形成的。褶皱在层状岩层中明显，在块状岩体中则很难见到。

在褶皱比较强烈的地区，一般都是线形的背斜与向斜相向排列，以大体一致的走向平行延伸，有规律的组成不同形式的褶皱构造。工程在褶曲的翼部遇到的基本上是单斜构造，倾斜岩层对建筑物的地基，一般没有特殊不良的影响，要注意的是，倾斜岩层的产状与路线或隧道轴线走向的关系问题，对于以下两种情况，则需要根据具体情况进行分析：

①、对于深路堑和高边坡来说，仅就岩层产状与路线走向的关系而言，路线垂直岩层走向或路线与岩层走向平行但岩层倾向与边坡倾向相反时，对路基边坡的稳定性是有利的。不利的情况是路线走向与岩层的走向平行，边坡与岩层的倾向一致，不利的情况是路线与岩层走向平行，岩层倾向于路基边坡一致，而边坡的倾角大于岩层的倾角。

②、对于隧道工程来说，在褶曲构造的轴部是岩层倾向发生显著变化，是岩层受力应力作用集中的地方，所以在褶皱构造的轴部容易遇到工程地质问题。一般选线从褶曲的翼部通过是比较有利的(11)。

(3)断裂构造

根据岩体断裂后两侧岩块相对位移的情况，将其分为裂隙和断层两类。

1)、裂隙

裂隙(节理)，是存在于岩体中的裂缝，是岩体受力断裂后两侧岩块没有显著位移的小型断裂构造。一般用裂隙率(岩石中裂隙的面积与岩石总面积的百分比)表示，裂隙率越大，表示岩石中的裂隙越发育。

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注：裂隙宽度：密闭裂隙<1mm;微张裂隙为1～3mm;张开裂隙为3～5mm;宽张裂隙>5mm。

根据裂隙的成因。将其分为构造裂隙和非构造裂隙两类。

①、构造裂隙。在构造分布上有一定的规律性。

②、非构造裂隙。裂隙分布零乱,没有规律性。岩体中的裂隙，在工程上除有利于开挖外，对岩体的强度和稳定性均有不利的影响。其破坏了岩体的整体性，促进了岩体的风化速度，增强了岩体的透水性，进而使岩体的强度和稳定性降低。当裂隙主要发育方向与路线走向平行，倾向与边坡一致时，

不论岩体的产状如何，路堑边坡都容易发生崩塌等不稳定现象。在路基施工中，如果岩体存在裂隙，还会影响爆破作业的效果。因而，当裂隙有可能成为影响工程设计的重要因素时，应当对裂隙进行深入的调查研究，详细论证裂隙对工程建设的影响。

2)、断层断层是岩体受力作用断裂后，两侧岩块沿断裂面发生显著相对位移的断裂构造。A、断层要素。断层一般由四个部分组成。a.断层面和破碎带;b.断层线;c.断盘;d.断距。

B、断层基本类型。根据断层两盘相对位移的情况，可分为正断层、逆断层、平推断层。

正断层是上盘沿断层面相对下降，下盘相对上升的断层(受拉)。逆断层是上盘沿断层面相对上升，下盘相对下降的断层(受压)(10)。平推断层是两盘沿断层面发生相对水平位移的断层。

断层线的方向常和岩层走向或褶皱的方向近一致，和压应力作用方向垂直。

(二)岩体结构特征

1.结构体特征

平缓产状的层状岩体中，常将岩体切割成方块体、三角形柱体等。在陡立的岩层地区，往往形成块体、锥形体和各种柱体。

2.岩体结构类型

岩体结构的基本类型可分为整体块状结构、层状结构、碎裂结构和散体结构。

(1)整体块状结构。这类岩体具有良好的工程地质性质，往往是较理想的各类工程建筑地基、边坡岩体及地下工程围岩。

(2)层状结构。作为工程建筑地基时，其变形模量和承载能力一般均满足要求。但当结构面结合力不强，有时又有层间错动面或软弱夹层存在，则其强度和变形特性均具有各向异性特点，一般沿层面方向的抗剪强度明显比垂直层面方向的更低(11)，特别是当有软弱结构面存在时，更为明显。

这类岩体作为边坡岩体时，一般来说，当结构面倾向坡外时要比倾向坡里时的工程地质性质差得多。

(3)碎裂结构。层状碎裂结构和碎裂结构岩体变形模量、承载能力均不高，工程地质性质较差。

(4)散体结构。岩体节理、裂隙很发育，岩体十分破碎，岩石手捏即碎，属于碎石土类，可按碎石土类考虑。

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