理论教育 原生结构面及特征,剪性和张性结构面的研究

原生结构面及特征,剪性和张性结构面的研究

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:①原生结构面是在岩石形成过程中形成的结构面,其特征与岩石的成因密切相关。表5.7结构面类型及其主要特征另外,结构面按破裂面的受力类型又可分为剪性结构面和张性结构面两类。剪性结构面的特点是连续性好,面较平直,延伸较长并有擦痕镜面等现象发育。因此,在研究结构面时,应注意调查研究其延展长度及规模。结构面的延展性可用线连续性系数及面连续性系数表示。线密度是指单位长度上结构面的条数。

原生结构面及特征,剪性和张性结构面的研究

结构面是指存在于岩体中的各种不同成因、不同特征的地质构造的形迹界面,如断层、节理、层理、软弱夹层及不整合面等。结构面包括物质分异面及不连续面,是在地质发展的历史中,在岩体内形成的具有不同方向、不同规模、不同形态以及不同特性的面、缝、层、带状的地质界面。

1)结构面的类型

结构面按地质成因可分为原生结构面、构造结构面和次生结构面三类。

①原生结构面是在岩石形成过程中形成的结构面,其特征与岩石的成因密切相关。

②构造结构面是构造运动过程中形成的破裂面。

③次生结构面是岩体形成以后,在外营力作用下产生的结构面。

各类结构面的地质类型、主要特征以及工程地质评价如表5.7所示。

表5.7 结构面类型及其主要特征

另外,结构面按破裂面的受力类型又可分为剪性结构面和张性结构面两类。

张性结构面是由拉应力形成的,如羽毛状张裂面、纵张及横张裂面,岩浆岩中的冷凝节理等。一般来说,张性结构面具有张开度大、连续性差、形态不规则、面粗糙、起伏度大及破碎带较宽等特征,其构造岩多为角砾岩,易被充填。因此,张性结构面常含水丰富,导水性强等。

剪性结构面是剪应力形成的,破裂面两侧岩体产生相对滑移,如逆断层、平移断层以及多数正断层等。剪性结构面的特点是连续性好,面较平直,延伸较长并有擦痕镜面等现象发育。

2)结构面的特征

结构面的特征包括结构面的规模、形态、物质组成、延展性、密集程度、张开度和充填胶结特征等,它们对结构面的物理力学性质有很大的影响。

(1)结构面的规模

不同类型的结构面,其规模大小不一。大者可延展数十千米,宽度达数十米的破碎带;小者仅延展数十厘米至数十米,甚至是很微小的不连续裂隙。它们对工程的影响是不一样的,有时小的结构面对岩体稳定也可起控制作用。(www.daowen.com)

(2)结构面的形态

结构面的平整、光滑和粗糙程度对结构面的抗剪性能有很大的影响。自然界中结构面的几何形状非常复杂,大体上可分为五种类型:平直状、波状起伏、锯齿状、台阶状、不规则状。结构面的形态对结构面抗剪强度有很大的影响,一般平直光滑的结构面有较小的摩擦角,粗糙起伏的结构面则有较高的抗剪强度。

(3)结构面的延展性

结构面的延展性也称连续性,有些结构面延展性较强,在一定工程范围内切割整个岩体,对稳定性影响较大。但也有一些结构面比较短小或不连续,岩体强度一部分仍为岩石(岩块)强度所控制,稳定性较好。因此,在研究结构面时,应注意调查研究其延展长度及规模。结构面的延展性可用线连续性系数及面连续性系数表示。

(4)结构面的密集程度

结构面的密集程度反映了岩体的完整性,通常用结构面间距和线密度来表示结构面的密集程度。线密度是指单位长度上结构面的条数。一般线密度是取一组结构面法线方向,平均每米长度上的结构面数目。线密度的数值愈大,说明结构面愈密集。不同量测方向的K值往往不等,因此,两垂直方向的K值之比,可以反映岩体的各向异性程度。结构面间距是指同一组结构面的平均间距,它和结构面线密度间是倒数关系。我国水电部门推荐的节理间距分级情况见表5.8。

表5.8 节理发育程度分级

(5)结构面的张开度和充填情况

张开度是指结构面的两壁离开的距离,可分为4级:

闭合的:张开度小于0.2mm;

微张的:张开度为0.2~1.0mm;

张开的:张开度为1.0~5.0mm;

宽张的:张开度大于5.0mm。

闭合结构面的力学性质取决于结构面两壁的岩石性质和结构面粗糙程度。微张的结构面,因其两壁岩石之间常常多处保持点接触,抗剪强度比张开的结构面大。张开的和宽张的结构面,抗剪强度则主要取决于充填物的成分和厚度,一般充填物为黏土时,强度要比充填物为砂质时的低,而充填物为砂质者,强度又比充填物为砾质者更低。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈