造價工程師建設工程技術與計量(土建)知識點15
發布時間：2012-07-25 共1頁
巖體特征
對建設工程而言，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。現成的巖體已經受了構造變動、風化作用、卸荷作用等各種內外力地質作用的破壞和改造，是經常被節理、斷層、層面及片理面等結構面所切割，具有一定結構的、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，工程巖體的穩定性直接影響部分工程甚至整個工程的安全與穩定，決定工程的成功與失敗，應高度重視。
一、巖體結構分析
巖體是由結構面和結構休兩部分組成的。結構面是指切割巖體的各種地質界面的統
稱，如層面、沉積間斷面、節理、斷層、軟弱夾層等。由數組結構面切割而成的巖石塊體稱為結構體。結構面強度及其他性能對工程建設影響很大，結構面的工程性質取決于結構面的方位(產狀)、延續性、粗糙度、側壁強度、兩壁間的張開度和充填物、相鄰結構面的間距、節理組數、結構體塊體的形狀和大小，以及巖體內的滲流。巖體結構是指巖體中結構面與結構體的組合方式。巖體結構的基本類型可分為整體塊狀結構、層狀結構、碎裂結構和散體結構。
(1)整體塊狀結構。結構面稀疏、延展性差、結構體塊度大且常為硬質巖石，整體強度高，變形特征接近于各向同性的均質彈性體，變形模量、承載能力與抗滑能力均較高，抗風化能力一般也較強。因而，這類巖體具有良好的工程地質性質，往往是較理想的各類工程建筑地基、邊坡巖體及洞室圍巖。
(2)層狀結構。巖體中結構面以層面與不密集的節理為主，結構面多閉合或微張狀、一般風化微弱、結合力較弱，結構體塊度較大且保持著母巖巖塊性質，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。但當結構面結合力不強，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，當有軟弱結構面存在時更甚。這類巖體作為邊坡巖休時，結構面傾向坡外比傾向坡里的工程地質性質差得多。
(3)碎裂結構。巖體中節理、裂隙發育、常有泥質充填物質，結合力不強，其中層狀巖體常有平行層面的軟弱結構而發育，結構體塊度不大，巖體完整性破壞較大。其中鑲嵌結構巖體為硬質巖石，具有較高的變形模量和承載能力，工程地質性能尚好。而層狀碎裂結構和碎裂結構巖體變形模量、承載能力均不高，工程地質性質較差。
(4)散體結構。巖體節理、裂隙很發育，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、巖體力學特征
巖體的力學特征不僅取決于巖石的性質，更受結構面工程性質的影響。巖體的力學特征主要是巖體的變形、流變和強度特征。
(1)巖體的變形特征。就大多數巖體而言，一般建筑物的荷載遠達不到巖體的極限強度值。因此，設計人員所關心的主要是巖體的變形特性。巖體變形參數是由變形模量或彈性模量來反映的。由于巖體中發育有各種結構面，所以巖體的彈塑性變形較巖石更為顯著。
(2)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、碎裂及散體結構巖體，其變形的時間效應明顯，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，而是在應力較低的情況下巖體產生了蠕變。
(3)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，也不等于結構面的強度，而是二者共同影響表現出來的強度。但在某些情況下，可以用巖石或結構面的強度來代替。如當巖體中結構面不發育，呈完整結構時，可以巖石的強度代替巖體強度;如果巖體沿某、―結構面產生整體滑動時，則巖體強度完全受結構面強度控制。
