巖土體的工程性質第一頁，共五十七頁，2022年，8月28日一、巖土體的物質組成礦物+顆粒聯(lián)結1巖土體：是非均質、各向異性、厚度不等，具有一定次序并含有一定結構的多層巖土層，且存在于一定的地下水、溫度及應力場環(huán)境中的地質體。2巖體與土體共性：

a.都為礦物集合體;b.有固相、液相和氣相組成的多相體系;c.相互轉化：土---成巖作用---巖石；巖石--風化作用---土;

第一節(jié)

巖土體的物質組成與性質第二頁，共五十七頁，2022年，8月28日3巖體與土體差別：

a.結構形式

巖石——存在斷層、節(jié)理、裂隙等結構面;

土——一般是連續(xù);

b.連結形式

巖石--結晶連結、膠結連結--硬連結;

土--無連結、水連結或水膠連結等;

c.力學性質

巖石比土具有強度高、不易變形及整體性和抗水性好，但缺陷是存在斷層、節(jié)理等構造面;

d.地應力

巖體--有較高地應力;

土體—自重應力狀態(tài);

第一節(jié)

巖土體的物質組成與性質第三頁，共五十七頁，2022年，8月28日

第一節(jié)

巖土體的物質組成與性質二、工程地質性質1土體：

不是各土層性質的疊加而是相互影響淤泥、砂土液化、欠固結、特殊土2巖體：

結構起控制作用第四頁，共五十七頁，2022年，8月28日第二節(jié)

工程地質巖組巖土工程地質類型劃分--聯(lián)合國教科文組織（UNESCO）和國際工程地質協(xié)會（IAEG）

1劃分:

工程地質單元

工程地質類型（ET）、巖石類型（LT）、巖石綜合體（LC)、工程地質巖組(LS)

a.ET--精度高，物理狀態(tài)和巖性均勻.

b.LT--包含不同ET其成分、結構和構造是均勻的,但物理狀態(tài)不均勻,存在一定范圍.

c.LC--一組發(fā)育在特定古地理和地質構造條件下的成因相關的LT組成,空間分布均一,物理狀態(tài)不同.

d.LS--在相似的古地理構造條件下形成,具有共同的巖性性質和一般的均勻性.第五頁，共五十七頁，2022年，8月28日2.目的:研究對比和量化計算3.原則:A)精度有高到低

B)必須以實際資料為前提4依據(jù):A)地層形成時代及順序

B)巖石成因類型、巖性及巖相變化

C)巖石的物質組成及組織結構

D)成層條件及厚度變化

E)巖層的原生結構面標志

F)巖石的物理力學性質第二節(jié)

工程地質巖組第六頁，共五十七頁，2022年，8月28日劃分舉例第七頁，共五十七頁，2022年，8月28日第三節(jié)

巖體結構及其工程性質一、基本概念

1結構面:指發(fā)育于巖體中，具有一定方向和延伸性,有一定厚度的各種地質界面,如斷層、節(jié)理、層理及不整合面等.由于這種界面中斷了巖體的連續(xù)性，故又稱不連續(xù)面。

2結構體:結構面在空間的分布和組合可將巖體切割成形狀、大小不同的塊體,稱結構體.

第八頁，共五十七頁，2022年，8月28日3巖體在地質歷史過程中形成的,具有一定的巖石成分和一定結構,并賦存于一定地應力狀態(tài)的地質環(huán)境中的地質體。

4巖體結構結構面和結構體的排列與組合形成。包括結構面和結構體兩個要素。第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第九頁，共五十七頁，2022年，8月28日二、巖體結構特征1結構面的特征及性質(1)類型結構面的成因分類：原生結構面、構造結構面、次生結構面（解釋）(2)特征

a.結構面的產狀結構面的產狀與最大主應力作用線方向之間的關系控制著巖體的破壞機理，進而控制著巖體的強度。第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第十頁，共五十七頁，2022年，8月28日成因類型地質類型主要特征工程地質評價

產

狀分

布性

質原生結構面沉積結構面1.層理層面2.軟弱夾層3.不整合面假整合面4.沉積間斷面一般與巖層產狀一致，為層間結構面

海相巖層中此類結構面分布穩(wěn)定。陸相巖層中呈交錯狀，易尖滅

層面、軟弱夾層等結構面較為平整；不整合面及沉積間斷面多由碎屑泥質物構成且不平國內外較大的壩基滑動及滑坡很多由此類結構面所造成的。如奧斯汀、圣佛蘭西靳，馬爾巴賽壩的破壞．瓦依昂壩附近的巨大滑坡

巖漿結構面

1.侵入體與圍巖接觸面2.巖脈、巖墻接觸面3.原生冷凝節(jié)理巖脈受構造結構面控制．而原生節(jié)理受巖體接觸面控制接觸面延伸較遠，比較穩(wěn)定而原生節(jié)理往往短小密集與圍巖接觸面可具熔合及破壞兩種不同的特征。原生節(jié)理一般為張裂面，較粗糙不平

一般不造成大規(guī)模的巖體破壞．但有時與構造斷裂配合．也可形成巖體的滑移，如有的壩肩局部滑移

變質結構面1.片理2.片巖軟弱夾層產狀與巖層或構造方向一致片理短小，分布極密．片巖軟弱夾層延展較遠，具固定層次結構面光滑平直．片理在巖層深部往往閉合成隱蔽結構面，片巖、軟弱夾層、巖片狀礦物．呈鱗片狀變質較淺的沉積巖，如千枚巖等路塹邊坡常見塌方。片巖夾層有時對工程及地下洞體穩(wěn)定也有影響構造結構面1.節(jié)理（X型節(jié)理，張節(jié)理）2.斷層（正斷層，逆斷層，走滑斷層）3.層間錯動帶4.羽狀裂隙劈理

產狀與構造線呈一定關系，層間帶動與巖層一致張性斷裂較短小,剪切斷裂延展較遠，壓性斷裂規(guī)模巨大．但有時為橫斷層切割成不連續(xù)狀張性斷裂不平整，常具次生充填．呈鋸齒狀，剪切斷裂較平直．具羽狀裂晾，壓性斷層具多種構造巖，成帶狀分布，往往含斷層泥、糜棱巖

對巖體穩(wěn)定影響很大．在上述許多巖體破壞過程中．大都有構造結構面的配合作用．此外常造成邊坡及地下工程的塌方、冒頂次生結構面1.卸荷裂隙2.風化裂隙3.風化夾層4.泥化夾層5.次生夾泥受地形及原結構面控制分布上往往呈不連續(xù)狀，透鏡體，延展性差，且主要在地表風化帶內發(fā)育一般為泥質物充填，水理性質很差

在天然及人工邊坡上造成危害，有時對壩基，壩肩及淺埋隧洞等工程亦有影響，但一般在施工中予以清基處理第十一頁，共五十七頁，2022年，8月28日如上圖：

β-結構面與最大主應力的夾角

(a)β為銳角,巖體將沿結構面產生滑動破壞

(b)β為直角,表現(xiàn)為切過結構面，產生剪斷、巖體破壞

(c)β為0度,平行結構而的劈裂拉張破壞第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第十二頁，共五十七頁，2022年，8月28日b.結構面連續(xù)性連續(xù)性反映結構面的貫通程度．常用線連續(xù)性系數(shù)和面連續(xù)性系數(shù)表示.

線連續(xù)系數(shù)(K):K=Σa/Σb;

其中:Σa---各結構面長度之和;Σb---完整巖石各段長度之和;

K變化在0—1之間．

K值愈大，說明結構面連續(xù)性愈好；當K＝1時．說明結構面完全貫通.

第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第十三頁，共五十七頁，2022年，8月28日c.結構面的密度密度反映結構面發(fā)育的密集程度．常用間距、線密度等指標表示。線密度(Kd)是指結構面法線方向上單位測線長度交切結構面的條數(shù)(條/m)；間距(d)則是指同一組結構面法線方向上兩相鄰結構面之間的平均距離。兩者互為倒數(shù)關系.即

Kd=1/d

結構面的密度決定了巖體的完整性和巖塊的塊度。一般來說．結構面發(fā)育愈密集，巖體的完整性愈差，巖塊塊度愈?。M而導致巖體的力學性質變差．滲透性增強.第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第十四頁，共五十七頁，2022年，8月28日d.結構面的形態(tài)

結構面的形態(tài)可從側壁的起伏形態(tài)和粗糙度兩方面來進行研究.

結構面?zhèn)缺诘钠鸱螒B(tài)可分為：平直的、波狀的、鋸齒狀的、臺階狀的和不規(guī)則狀的幾種，見下圖。而側壁的起伏程度則可用起伏角(i)表示如下:

i=arctg(2δ/L)

第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第十五頁，共五十七頁，2022年，8月28日結構面?zhèn)缺诘钠鸱螒B(tài)第十六頁，共五十七頁，2022年，8月28日側壁的起伏程度第十七頁，共五十七頁，2022年，8月28日

結構面的粗糙度可用粗糙度系數(shù)(JRC)表示:

它可以增加結構面的摩擦角．進而提高了巖體的強度。據(jù)結構面的粗糙程度可將粗糙度系數(shù)（JRC）分為10級。在實際工作中，可用剖面儀測出所研究結構面的粗糙剖面、然后與標準剖面進行比較，即可求得結構面的粗糙度系數(shù)(JRC).結構面粗糙度第十八頁，共五十七頁，2022年，8月28日e.結構面的張開度

結構面兩壁之間，一般不是最緊密接觸，而是點接觸或局部接觸.

結構面的張開度是指結構面兩壁間的平均距離．常以毫米為單位.

第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第十九頁，共五十七頁，2022年，8月28日f.結構面的充填膠結特征

結構面經膠結后，力學性質有所改善。改善的程度因膠結物成分不同而異，鐵硅質膠結的強度最高，泥質及易溶鹽類膠結的結構面強度最低，且抗水性差.

未膠結且具一定張開度的結構面，其力學性質取決于充填物成分、厚度、含水性及壁巖性質等。就充填物成分來說以砂質、角礫質力學性質最好．粘土質、易溶鹽類性質最差.第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第二十頁，共五十七頁，2022年，8月28日g.結構面的分級及其特征

按結構面的規(guī)模及其力學效應，可將結構面劃分為5級級序

分級依據(jù)力學效應力學屬性地質構造特征Ⅰ級

結構面延展長，幾公里至幾十公里以上貫通巖體，破碎帶寬度達數(shù)至數(shù)十米1.形成巖體力學作用邊界2.巖體變形和破壞的控制條件3.構成獨立的力學介質單元1.屬于軟弱結構面2.構成獨立的力學模型—一軟弱夾層較大的斷層

Ⅱ級延展規(guī)模與研究的巖體相關，破碎帶寬度比較窄，幾厘米至數(shù)米1.形成塊裂巖體邊界2.控制巖體變形和破壞方式3.構成次級地應力場邊界

屬于軟弱結構面

小斷層層間錯動面Ⅲ級延長度短,從十幾米至幾十米,無破碎帶,面內不夾泥,有的具有泥膜1.參與塊裂巖體切割2.構成次級地應力場邊界少數(shù)屬于軟弱結構面不夾泥大節(jié)理或小斷層開裂的層面Ⅳ級延展短、未錯動、不夾泥,有的呈弱結合狀態(tài)1.是巖體力學性質、結構效應的基礎2.有的為次級地應力邊界節(jié)理劈理層面次生裂隙Ⅴ級結構面小，且連續(xù)性差1.巖體內形成應力集中

2.巖體力學性質、結構效應的基礎不連續(xù)的小節(jié)理隱節(jié)理層面片理面第二十一頁，共五十七頁，2022年，8月28日（3)軟弱夾層

a.定義:指巖體中那些性質軟弱、有一定厚度的軟弱結構面或軟弱帶,具有高壓縮性和低強度的特征.

b.特征:

(a)由原巖的超固結膠結式結構，變成了泥質散體結構或泥質定向結構；

(b)粘粒含量較原巖增多并達一定含量；

(c)含水量接近或超過塑限．密度比原巖??；

(d)常具一定的膨脹性；

(e)力學強度比原巖大為降低．壓縮性較大；

(f)由于結構松散，因而抗沖刷能力低.在滲透水流作用下，易產生滲透變形.第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第二十二頁，共五十七頁，2022年，8月28日2結構體特征及性質

(1)特征

可用其規(guī)模、形態(tài)及其產狀進行描述

a.按不同級別結構面對巖巖體的切割，可將結構體劃分為4級。

Ⅰ級結構體——地質體或稱斷塊體

Ⅱ級結構體——巖塊

Ⅲ級結構體——塊體

Ⅳ級結構體——山體

第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第二十三頁，共五十七頁，2022年，8月28日b.基本形狀有柱狀、塊狀、板狀、楔形、錐形、菱形等。一般來說其穩(wěn)定程度，板狀結構體比柱狀、塊狀的差。而楔狀的比菱形及錐狀的差.

c.產狀一般用結構體表面上最大結構面的長軸方向表示，平臥的板狀結構體比豎直的板狀結構體對巖體穩(wěn)定性的影響要大—些.

第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第二十四頁，共五十七頁，2022年，8月28日3巖體結構類型劃分

為了概括地反映巖體結構面和結構體的成因、特征及其排列組合關系．將巖體結構劃分為4大類和8個亞類如下表所示：第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第二十五頁，共五十七頁，2022年，8月28日結構類型

地

質

背

景結構面特征結構體形態(tài)類亞

類整體塊狀結構

Ⅰ整體結構（Ⅰ1）巖性單一，構造變形輕微的巨厚層沉積巖、變質巖和火成巖體結構面少．一般不超過3組．延展性極差．多閉合．無充填或夾少量碎屑巨型塊狀塊狀結構（Ⅰ2）巖性單一，構造變形輕一中等的厚層沉積巖、變質巖和火成巖體結構面—般2—3組，面多閉合，層間有一定的結合力各種形狀的塊狀層狀結構

Ⅱ

層狀結構（Ⅱ1）構造變形輕一中等的中一厚層的層狀巖體以層面、片理、節(jié)理為主．延展性較好。一般有2-3組．層間結合力較差

厚板狀，塊狀、柱狀薄層狀結構（Ⅱ2）同Ⅱ1但厚度小(<30cm)，在構造作用下表現(xiàn)為相對強烈褶曲和層間錯動層理、片理發(fā)育．原生軟弱夾層層間錯動和小斷層不時出現(xiàn)。結構面多為泥膠、碎屑和泥質物充填?！憬Y合力差板狀或薄板狀碎裂結構

Ⅲ鑲嵌結構

（Ⅲ1）一般發(fā)育于脆硬巖層，節(jié)理，劈理組數(shù)多，密度大以節(jié)理、劈理等小結構面為主組數(shù)多，密度大，但延展性差，閉合無充填或夾少量碎屑形態(tài)、大小不—棱角顯著。層狀碎裂結構

（Ⅲ2）軟硬相間的巖石組合．井常有近于平行的軟弱破碎帶存在軟弱夾層和各種成因類型的破碎帶發(fā)育，大致平行分布，以構造節(jié)理等小型結構面為主

以碎塊狀和板柱狀為主碎裂結構(Ⅲ3)巖性復雜，構造破碎強烈；弱風化帶各類結構面皆發(fā)育，彼此交切多被充填結構面光滑度不等，形態(tài)不同碎屑和大小、形態(tài)不同的巖塊

散體結構

Ⅳ

構造破碎帶及劇一強風化帶節(jié)理，劈理密集．破碎帶呈塊夾泥或泥包塊的松軟狀態(tài)泥、巖粉，碎屑、碎塊，碎片等第二十六頁，共五十七頁，2022年，8月28日第三節(jié)

巖體結構及其工程性質三、巖體工程性質1巖體變形性質

(1)結構面的變形特性

a.法向變形特性（對比試驗）

在同一巖體中．取一塊不含結構面的完整巖塊試件和一塊含結構面的巖石試件。然后，分別對這兩塊試件進行單向壓縮試驗，可得到如圖。設不含結構面試件的法向變形為△Vr，含結構面試件的法向變形為△Vt，則結構面的閉合變形△Vj為：

△Vj=△Vt-△Vr

應力-應變曲線上某點的切線斜率定義為結構面的法向剛度（Kn），它是反映結構面法向變形性質的主要參數(shù)。第二十七頁，共五十七頁，2022年，8月28日第二十八頁，共五十七頁，2022年，8月28日b.剪切變形特征

結構面的剪切變形有兩種基本類型：

一類為塑性變形型．如泥化夾層、光滑平直的破裂面等一般具這類變形特征；

另—類為脆性變形.σn-△Vj曲線有明顯的峰值點和應力降。當應力降于—定值后趨于穩(wěn)定。不再隨位移變化而變化。如粗糙結構面等常具這種變形特征。

把剪力-應變曲線上某點的切線斜率定義為結構面的剪切剛度(Ks)．它是反映結構面剪切變形性質的主要參數(shù)。第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第二十九頁，共五十七頁，2022年，8月28日第三十頁，共五十七頁，2022年，8月28日(2)巖體變形參數(shù)的確定及變形曲線類型

a.承壓板法

試驗一般在平巷中進行。利用巷道頂板作反力，以油壓千斤頂施加壓力．通過剛性承壓板將壓力傳至底部平直光滑的巖面上．用百分表測量巖體變形值。按下式計算．即

式中：Em為巖體的變形模量(MPa)；

W為巖體的變形量(cm)；

P為承壓板單位面積上的壓力(MPa)；

D為承壓板直徑或邊長(cm)；

μ為巖體的泊松比；

ω為與承壓板剛度和形狀有關的系數(shù)，圓形板取0.79、方形板取0.88.第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第三十一頁，共五十七頁，2022年，8月28日b.鉆孔變形法

利用鉆孔膨脹計對一定長度的孔壁施加均勻壓力，同時測量孔壁的徑向變形。利用下式計算巖體的變形模量和彈性模量，即

式中：δ為巖體的徑向變形(cm)；

p為計算壓力，等于試驗壓力與初始壓力之差(MPa)；

d為實測點的鉆孔直徑(cm)；其余符號意義同前.第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第三十二頁，共五十七頁，2022年，8月28日c.聲波法

通過測量巖體中縱波和橫波的傳播速度，來確定其變形參數(shù)，即

或

式中：Emd為巖體的動彈性模量(GPa)；

μd為巖體的動泊松比;

Gmd為巖體的動剪切模量(GPa)ρ為巖體的密度(g／cm2);vp為縱波速度(m／s);vs為橫波速度(m／s).第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第三十三頁，共五十七頁，2022年，8月28日第三十四頁，共五十七頁，2022年，8月28日(3)節(jié)理化巖體變形模量的估算

比尼衛(wèi)斯基根據(jù)巖體變形模量實測資料，并用CSIR分類法對巖體進行了分類．建立了如下的統(tǒng)計關系：

當RMR≥55時，

Em=2RMR-100

當RMR<55時，

Em=10((RMR-100)/40)

式中:Em為巖體的變形模量(GPa)；

RMR為CSIR分類求得的巖體質量評分值.第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第三十五頁，共五十七頁，2022年，8月28日第三節(jié)

巖體結構及其工程性質2、巖體的強度性質巖體是由各種不同形態(tài)的巖塊和結構面組成的地質體．因此其強度必然受到巖塊和結構面強度及其組合形式的控制。一般情況下．巖體的強度既不等于巖塊的強度．也不等于結構面的強度，而是兩者共同影響表現(xiàn)出來的強度。本節(jié)主要討論結構面與巖體的剪切強度及巖體的抗壓強度.第三十六頁，共五十七頁，2022年，8月28日1）結構面的剪切強度

根據(jù)結構面的形態(tài)、連續(xù)性、充填情況及力學性質，可將結構面分為平直光滑無充填的、粗糙起伏無充填的、非貫通斷續(xù)的及軟弱充填的等4類。各類結構面的剪切強度分述如下:

a.平直光滑無充填結構面的剪切強度

這類結構面以光滑破裂面及磨光面為代表，是摩擦剪切作用的產物，其剪切強度接近于人工磨光面的摩擦強度。設剪切強度為τ，則

τ=σ·tgФi

式中：σ為法向應力；Фi為結構面的摩擦角.第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第三十七頁，共五十七頁，2022年，8月28日b粗糙起伏無充填結構面的剪切強度

這類結構面的基本持點是具有起伏度．當法向應力較小時．剪切過程中可引起上滑效應(又稱剪脹效應)；當法向應力達到一定值時，凸起面被剪斷。帕頓(Patton，1966)理想化石膏模型試驗：

假定結構面為規(guī)則的鋸齒形，起伏角為i．起伏差為δ，受法向應力σ和剪應力τ作用，則當法向應力較低時，剪切應力為：

τ=σ·tg(Фi+i);

當法向應力較高時，剪切應力為：

τ=Cb+tgФb;

其中，Cb和Фb分別為結構面凸起部分巖石的內聚力和內摩擦角。第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第三十八頁，共五十七頁，2022年，8月28日

剪斷結構面凸起部分的條件

σT=Cb/(tan(Фj+i)-tanФb);

結構面起伏形態(tài)不規(guī)則的粗糙面，巴頓(Barton，1977)根據(jù)大量試驗資料得出：

τ=σtan(JRC*log(JCS/σ)+Фb);

其中，JRC為粗糙度系數(shù),可通過實測的結構同粗糙剖面與標準剖面對比求得；JCS為結構面壁巖的抗壓強度,可用回彈儀測定；Фb為結構面的基本摩擦角；σ為法向應力.第三十九頁，共五十七頁，2022年，8月28日c非貫通斷續(xù)結構面的剪切強度這類結構面的剪切強度由各段結構面剪切強度和非貫通段(巖橋)巖石的剪斷強度兩部分組成。因此，整個結構面的強度取決于結構面和巖塊性質以及結構面的連續(xù)性，即

式中：Cj、Cm分別為結構面和巖石的內聚力；Фj、Фm分別為結構面和巖石的內摩擦角；K1為結構面的線連續(xù)性系數(shù).第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第四十頁，共五十七頁，2022年，8月28日d具充填的軟弱結構面的剪切強度

這類結構面的剪切強度，主要取決于充填物成分、結構、厚度及充填度等情況.

第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第四十一頁，共五十七頁，2022年，8月28日

由上圖可知，結構面的剪切強度隨充填物碎屑含量增加及顆粒變粗而增高，隨粘較含量增加而降低。結構面的充填度常用充填物厚度(d)與結構面的起伏差(δ)之比來表示。它對結構面剪切強度的影響表現(xiàn)在強度隨充填度(d／δ)增大而降低.第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第四十二頁，共五十七頁，2022年，8月28日2）巖體的剪切強度

巖體的剪切強度：巖體中任一方向的剪切面，在一定的法向應力作用下所能抵抗的最大剪應力。巖體的剪切強度也分為剪斷強度、摩擦強度和抗切強度3種.

第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第四十三頁，共五十七頁，2022年，8月28日

試驗和理論研究都表明：巖體的剪切強度主要受結構面、應力狀態(tài)、巖性及風化程度等因素控制。在高應力條件下，巖體的剪切強度接近于巖塊強度．在低應力條件下，巖體的剪切強度主要受結構面控制。

一般情況下，巖體的剪切強度包絡線不一條簡單的曲線，而是有一定上、下限的曲線族。下限是結構面的剪切強度，上限是巖塊的剪斷強度。第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第四十四頁，共五十七頁，2022年，8月28日3）節(jié)理化巖體強度的估算

由于原位巖體實驗費用高周期長，一般情況難以普遍采用。在工程中常對巖體作出合理的估算。下面介紹兩種節(jié)理化巖體強度的估算方法:

(1)利用單結構面理論估算巖體強度

為了研究節(jié)理化巖體的強度，耶格（Jaeger，1960）發(fā)展了的單結構面理論，具體如下：若巖體中發(fā)育有—組結構面AB，結構面的內聚力為Cj，內摩擦角為φj，則巖體沿結構面AB發(fā)生滑動破壞的條件，根據(jù)莫爾強度理論為：

第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第四十五頁，共五十七頁，2022年，8月28日第四十六頁，共五十七頁，2022年，8月28日

由上式可知：巖體的強度(σ1-σ3)隨β角的變化而變化，當β→90°時或β→Фj時，巖體不可能沿結構面破壞，而只能產生剪斷巖塊破壞。圖中（b）給出這兩種破壞的強度包絡線。

如果巖體中含有二組以上結構面，且假定各組結構面只有相同的性質時．巖體強度的確定方法是分步運用單結構面理論．分別繪出每一組結構面單獨存在時的強度包絡線，這些曲線的最小包絡線即為含多組結構面巖體的強度包絡線。右圖為含二組和三組結構面的巖體，在不同條件下的強度包絡線。第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第四十七頁，共五十七頁，2022年，8月28日第四十八頁，共五十七頁，2022年，8月28日2)利用霍克-布朗經驗強度方程估算巖體強度霍克和布朗于1980年根據(jù)巖體性態(tài)方面的理論和實踐經驗，提出了巖塊和巖體破壞時的判據(jù)為

σ1=σ3

+(mσc+sσc2)(1/2)

（2）

式中：σ1、σ3分別為破壞時最大、最小主應力；σc為巖塊的單軸抗壓強；m、s為與巖石性質及其結構面待征有關的系數(shù)，其值可查表6-8求得。第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第四十九頁，共五十七頁，2022年，8月28日第五十頁，共五十七頁，2022年，8月28日

由上式，分別令σ1＝0和σ3＝0時，則巖體的單軸抗壓強度(σmc)和單軸抗拉強度(σmt)分別為

σmc=(sσc2)(1/2)

(3)

σmt=(m-(m2+4s)0.5)/2

(4)

通過有關資料調查后，可以用（2）、（3）、（4）式對巖體強度進行估算.

第三節(jié)

巖體結構及其工程性質第五十一頁，共五十七頁，2022年，8月28日第三節(jié)

巖體結構及其工程性質四、巖體的工程分類1目的：

a.對巖體進行歸類

b.定性或定量的評價各類巖體質量、工程建筑條件,為工程設計和施工提供地質依據(jù)。2主要考慮因素：主要考慮三方面因素的指標：即與巖石工程性質有關的指標（力學性質）、巖體后期改造有關的指標(巖體結構)和巖體賦存條件方面的指標（地下水或地應力）.第五十二頁，共五十七頁，2022年，8月28日3典型分類主要有RQD、RMR(比尼衛(wèi)斯基分類，Bieniawski)、巴頓的Q分類。

a.RQD