理论教育 结构面特征之探析

结构面特征之探析

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:结构面间距是反映岩体完整程度和岩石块体大小的重要指标。根据所测得的结构面的平均间距,可将岩体按表2.6进行描述。因此,有必要研究结构面的强度特征。根据表2.8中列出的张开度界限值可以描述结构面的这一特征。严格地说,它不属于结构面的特征,而是结构面的特点所决定的岩体的特征之一。体积裂隙数是指单位体积岩体中通过的结构面的数量。

结构面特征之探析

工程地质实践中,对岩体结构面特征的研究是十分重要的。国际岩石力学学会实验室和野外试验标准化委员会推荐了结构面研究的内容,它包括结构面的方位、间距、延续性、结构面的粗糙程度、结构面侧壁的抗压强度、张开度、被填充情况、渗流、结构面的组数和块体大小等10个方面。

(1)方位(orientation)

方位是指结构面的空间位置,用倾向和倾角表示。其中应特别注意对结构面方位与工程构筑物方位间关系的研究,它往往对岩体稳定性和构筑物的安全起着重要作用。

(2)间距(spacing)

间距一般指的是沿所选择的某一测线上相邻结构面间的距离。结构面间距是反映岩体完整程度和岩石块体大小的重要指标。根据所测得的结构面的平均间距,可将岩体按表2.6进行描述。

表2.6 结构面间距的描述

(3)延续性(persistence)

延续性是指结构面展布的范围和大小。结构面的绝对延续性固然是有意义的,但结构面与整个岩体或工程构筑物范围的相对大小则更重要。根据在露头中对结构面可追索的长度,可将结构面的延续性作表2.7中的描述。

表2.7 结构面延续性的描述

(4)结构面的粗糙程度(roughness)

它是决定结构面力学性质的重要因素,但是其重要程度随充填物厚度的增加而降低。

在研究结构面的粗糙程度时,首先应考虑其起伏形态,一般可将其归纳为3种典型剖面,即阶坎状的、波状的和平直的。在每种形态中,将其粗糙程度分为3等:粗糙的、平滑的和光滑的。这样,即可将结构面粗糙程度分为9种类型。

(5)结构面侧壁的抗压强度(www.daowen.com)

结构面侧壁容易遭受风化,且风化程度在垂直于侧壁的方向上变化很大。因此,有必要研究结构面的强度特征。

(6)张开度(aperture)

张开度是指结构面两壁间的垂直距离。结构面的张开度通常不大,一般小于1 mm。根据表2.8中列出的张开度界限值可以描述结构面的这一特征。

(7)被充填情况(filling situation)

结构面时常被外来物质所充填而形成次生充填软弱夹层。在研究结构面的充填情况时,应考虑充填程度与方式、充填物的成分与结构、充填物的厚度等3个方面的内容。

(8)渗流(seepage flow)

结构面是地下水运移的主要通道。研究结构面中是否存在渗流以及渗流量,对于评价结构面的力学性质和对岩体中的有效应力的改变以及预测岩体稳定性和施工的困难性等方面,都是有意义的。

(9)结构面组数(set)

在研究结构面时,将方位相近的结构面归为一组。结构面组数的多少是决定被切割的岩石块体形状的主要因素,它与间距一起决定了岩石块体的大小和整个岩体的结构类型。

表2.8 结构面的张开度

(10)块体大小(size)

在岩体结构的研究中,也将岩体中被结构面切割而成的岩石块体称为结构体。严格地说,它不属于结构面的特征,而是结构面的特点所决定的岩体的特征之一。建议采用体积裂隙数(volumetric joint count)表示块体大小(表2.9)。体积裂隙数是指单位体积岩体中通过的结构面的数量。

表2.9 岩石块体大小

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