工程地质学.docx
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工程地质学
第二章
岩体特性:
裂隙性非均质性、各向异性.固结性.较土体强度高,变形小
岩石(rock):
经地质作用形成的由矿物或岩屑组合而成的集合体。
矿物(mineral)是地质作用形成的天然单质或化合物,它具有一定的化学成分和物理性质。
自然界中的绝大多数矿物是结晶质。
非结晶质随时间增长可自发转变为结晶质。
矿物的物理性质,取决于矿物的化学成分和内部构造。
由于不同矿物的化学成分或内部构造不同,因而反映出不同的物理性质。
形态、颜色、条痕、光泽、硬度、解理、断口、透明度和重度等。
矿物的物理性质特征是鉴别矿物的重要依据。
岩石的类型与特征:
岩石的矿物组成与岩石的成因及类型密切相关
岩浆岩多以硬度大的粒、柱状硅酸盐类、石英等矿物为主,所以其岩石物理力学性质一般都很好。
沉积岩中的粗碎屑岩,如砂砾岩等,其碎屑多为硬度大的粒、柱状矿物,岩石的力学性质除与碎屑成分有关外,在很大程度上取决于胶结物成分及其类型。
变质岩的矿物组成与母岩类型及变质程度有关。
一、岩浆岩:
1、概念:
岩浆岩也叫火成岩,是在地壳深处或在上地幔中形成的岩浆,在侵入到地壳上部或者喷出到地表冷却固结并经过结晶作用而形成的岩石。
2、特征结构
全晶质结构、半晶质结构、玻璃质结构;3、特征构造:
块状构造、流纹状构造、气孔状构造、杏仁状构造。
二、沉积岩:
1、概念:
地表或近地表不太深地方形成的一种岩石类型。
它是由风化产物、火山物质、有机物质等碎屑物质在常温常压下经过搬运、沉积和石化作用,最后形成的岩石;2、特征结构:
碎屑结构(碎屑与胶结)、泥质结构、结晶结构、生物结构3、特征构造:
层理构造(水平层理、平行层理、斜层理、交错层理、波形层理)层面构造(泥裂、雨痕、生物构造)化石构造
层理构造:
沉积岩在产状上的成层构造是与岩浆岩显著不同的特征。
层面构造是指在沉积岩层面上保留有沉积时水流、风、雨、生物活动等作用留下的痕迹,如波痕、泥裂、雨痕。
三、变质岩:
1、定义:
岩石在地壳中受高温、高压或化学成分的加入或析出影响,发生了矿物成分和结构构造的变化而形成的新岩石2、变质岩基本特征:
出现变质矿物和特殊的变质构造;不同的变质矿物表明不同的变质环境3、变质岩结构:
变晶结构、变余结构、碎裂结构、交代结构4、变质岩构造:
板状构造、千枚状构造、片状构造、片麻状构造、块状构造
工程地质性质:
岩石的工程地质性质,主要包括物理性质和力学性质两个方面。
影响岩石工程地质性质的因素主要是矿物成分、岩石的结构和构造以及风化作用等。
物理性质:
基本物理性质:
密度、空隙性;水理性质:
吸水性、软化性、抗冻性、透水性
力学性质:
变形特征.强度
岩石的基本物理性质是指岩石三相组成间的相对比例关系不同所表现的物理状态。
与工程密切相关的有密度和空隙性。
岩石的密度(rockdensity)单位体积内岩石的质量,单位为g/cm3;它是研究岩石风化、岩体稳定性、围岩压力和选取建筑材料等必需的参数,岩石密度又分为颗粒密度和块体密度。
岩石的颗粒密度(ρs):
指岩石固体相部分的质量与其体积的比值。
它不包括空隙在内,因此其大小仅取决于组成岩石的矿物密度及其含量。
岩石的颗粒密度属实测指标,常用比重瓶法进行测定。
块体密度(或岩石密度)指岩石单位体积内的质量,按岩石试件的含水状态,又有干密度(ρd)、饱和密度(ρsat)、和天然密度(ρ)之分,在未指明含水状态时一般是指岩石的天然密度。
岩石的空隙性:
岩石的空隙率分为总空隙率(n)、总开空隙率(n0)、大开空隙率(nb)、小开空隙率(na)和闭空隙率(nc)几种
岩石在水溶液作用下表现出来的性质,称为水理性质。
主要有岩石的吸水性、软化性、抗冻性及透水性等。
岩石的吸水性:
岩石在一定的试验条件下吸收水分的能力,称为岩石的吸水性。
常用吸水率,饱和吸水率与饱水系数等指标表示。
(1)吸水率:
岩石的吸水率(wa)是指岩石试件在大气压力条件下自由吸入水的质量(mw1)与岩样干质量(ms)之比,用百分数表示。
(2岩石的饱和吸水率(wρ)是指岩石在高压(一般压力为15Mpa)或真空条件下吸入水的质量(mw2)与岩样干质量(ms)之比,用百分数表示。
在高压(或真空)条件下,总开空隙率反映了岩石总开空隙率的发育程度,因此亦可间接地用它来判定岩石的风化能力和抗冻性。
(3)饱水系数:
岩石的吸水率(wa)与饱和吸水率(wp)之比,称为饱水系数。
它反映了岩石中大、小开空隙的相对比例关系。
一般说来,饱水系数愈大,岩石中的大开空隙相对愈多,而小开空隙相对愈少。
饱水系数大,说明常压下吸水后余留的空隙就愈少,岩石愈容易被冻胀破坏,因而其抗冻性差。
岩石的软化性:
岩石浸水饱和后强度降低的性质,称为软化性,用软化系数(KR)表示。
KR定义为岩石试件的饱和抗压强度(Rcw)与干压强度的比值。
KR愈小则岩石软化性愈强。
研究表明:
岩石的软化性取决于岩石的矿物组成与空隙性。
当岩石中含有较多的亲水性和可溶性矿物,且含大开空隙较多时,岩石的软化性较强,软化系数较小。
.岩石的抗冻性:
岩石抵抗冻融破坏的能力,称为抗冻性。
常用冻融系数和质量损失率来表示。
冻融系数(Rd)是指岩石试件经反复冻融后的干抗压强度(Rc2)与冻融前干抗压强度(Rc1)之比。
质量损失率(Km)是指冻融试验前后干质量之差(ms1-ms2)与试验前干质量(ms1)之比,以百分数表示即:
岩石的透水性:
在一定的水力梯度或压力差作用下,岩石能被水透过的性质,称为透水性。
一般认为,水在岩石中的流动,如同水在土中流动一样,也服从于线性渗流规律—达西定律。
渗透系数是表征岩石透水性的重要指标。
其大小取决于岩石中空隙的数量、规模及连通情况等,并可在室内根据达西定律测定。
岩石的力学性质
岩石的变形性质:
单轴压缩三轴压缩蠕变不同实验条件,岩石变形存在差异
岩石的强度性质:
单轴抗压单轴抗拉抗剪强度三轴压缩不同实验条件,岩石强度存在差异
岩石的变形性质:
岩石的变形是指岩石在任何物理因素作用下形状和大小的变化。
工程最常研究的变形是由于力的影响所产生的。
岩石变形参数的确定:
变形模量是指单袖压缩条件下,岩石试件的轴向应力与轴向应变之比。
当岩石应力-应变为直线关系时,岩石的变形模模E0为一常量,数值上等于直线的斜率。
由于其变形为弹性变形,所以该模量又称为弹性模量E。
三轴压缩条件下的岩石变形性质:
有围压作用时,岩石的变形特征与单轴压缩时不尽相同。
岩石在三轴压缩条件下的破坏型式,大致可分为脆性劈裂、剪切和塑性流动三类。
岩石的蠕变性质:
岩石的变形和应力受时间因素的影响。
岩石在外部条件不变的情况下,应力或应变随时间而变化的现象叫流变,它主要包括蠕变和松弛。
蠕变(creep)是指岩石在恒定荷载作用下,变形随时间逐渐增长的性质。
一般可将蠕变变形过程分为3个阶段。
岩石的强度性质:
岩石在外荷载作用下,首先发生变形;随荷载的不断增加,变形也不断增加。
当荷载达到并超过某一定值时,岩石将由变形转化为破坏。
把岩石抵抗外力破坏的能力,称为强度。
按外力作用方式不同,岩石强度又可分为单轴抗压强度、单轴抗拉强度、抗剪强度和三轴压缩强度等。
岩石试件在单向受力破坏时所能承受的最大压应力,称为单轴抗压强度,简称抗压强度。
岩石的抗压强度是反映岩石基本力学性质的重要指标。
岩石试件在单向受拉条件下断裂时所承受的最大拉应力,称为岩石的单轴抗拉强度,简称抗拉强度。
虽然在工程实际中,通常不允许拉应力出现,但岩石的拉伸破坏仍是工程岩体及自然界岩体常见的破坏方式之一,而且岩石抵抗拉应力的能力最低。
因此,岩石的抗拉强度是一个非常重要的力学指标。
岩石试件受剪力作用时能抵抗剪切破坏的最大剪应力称为抗剪强度。
(1)抗剪断强度:
指在一定的法向应力作用下,沿预定剪切面剪断时的最大剪应力,它反映了岩石的内聚力和内摩擦阻力之和。
(2)抗剪(摩擦)强度:
指在一定的法向应力作用下,沿已有破裂面剪坏时的最大剪应力。
它反映了岩石中微结构面(裂隙、层理等)或人工破裂面上的摩擦阻力。
(3)抗切强度:
指法向应力为零时,沿预定剪切面剪断时的最大剪应力它反映了岩石的内聚力。
岩石的三轴压缩强度:
定义:
岩石在三向压缩荷载作用下,达到破坏时所能承受的最大压应力称为岩石的三轴抗压强度。
与单轴压缩试验相比,试件除受轴向压力外,还受侧向压力。
侧向压力限制试件的横向变形,因而三轴试验是限制性抗压强度。
第三章
1.由自然动力引起地壳或岩石圈甚至地球的物质组成、内部结构和地表形态变化和发展的作用叫地质作用
2.主要由内动力地质作用引起岩石圈的变化、变形以及地壳的增生和消亡的作用称为构造运动(structuralmovement)。
构造运动是使地壳不断变化发展的最重要的一种地质作用,习惯上所说的地壳运动就是指构造运动。
3.地壳运动的主要证据地貌标志沉积物标志地质构造的标志
4.地质构造:
组成地壳的地质体在构造应力长期作用下,发生变形破坏所遗留下来的各种构造形迹。
地质构造的组成:
褶皱、断层、裂隙等
5.地质年代的确定方法:
相对:
地层层系法、古生物比较法(通过标准化石来确定)、标准地层比较法、地层接触关系[整合接触、平行不整合(假整合)、角度(斜交)不整合]对于岩浆岩:
岩浆岩与地层的接触关系(侵入接触、沉积接触)、岩浆岩之间的穿插关系绝对:
同位素测定
6.岩层和地层的区别岩层:
由两个平行或近于平行的界面所限制的同一岩性组成的层状岩石地层:
某一地质年代所形成的一套岩层称为那个时代的地层,包含时间概念
7.地质年代、地层的对应关系地质年代地层宙-----------宇代-----------界纪-----------系世-----------统
8.岩层产状的表示方法:
地质图中:
长线表示走向,短线表示倾向,数字表示倾角方位角法:
象限角法:
9.褶皱构造要点:
褶皱、向斜、背斜的概念褶曲要素;褶皱分类褶皱:
地壳中的岩层在褶皱运动作用下,发生一系列向上和向下的波状弯曲,并保持其连续完整的变形称为褶皱构造简称褶皱褶曲:
褶皱中的一个弯曲,褶皱的基本单位向斜:
下弯、两翼倾向相向、中新外老背斜:
上弯、两翼倾向相反、中老外新
10.褶曲要素及分类褶曲要素:
核部、翼部、轴面、轴、枢纽褶曲的分类按轴面的产状:
直立、倾斜、水平、倒转按枢纽产状:
水平褶曲、倾伏褶曲
11.褶皱构造的野外识别:
(1)线路踏勘,观察地层出露规律
(2)依据地层新老关系确定褶皱类型(3)一般在野外有向斜成山、背斜成谷
12.断裂构造:
地壳中的岩石受到构造应力作用将产生变形并达到一定程度,使岩石的完整性受到破坏,产生破裂或沿着破裂面发生位移而形成断裂构造
13.节理的定义及类型节理(裂隙)的定义:
节理就是岩石中的裂缝,沿破裂面没有明显的位移,又称裂隙节理(裂隙)的类型按形成:
构造裂隙,非构造裂隙(原生节理和次生节理)构造节理按力的性质:
张、剪辟理的定义:
岩石中平行、密集的微小构造裂隙节理的调查、统计与分析
14.断层的定义:
岩石中有明显位移的断裂构造断层要素(断层面、断层线、断层盘、断距)断层的类型按两盘移动:
正断层:
上盘降、下盘升逆断层:
下盘降、上盘升(冲断层>45度逆断掩层25~45度、碾掩断层<25度)平移断层组合形式:
阶梯状断层、地堑、地垒及叠瓦式断层按力的性质:
张、剪按断层走向和褶曲轴的关系:
纵、横、斜向断层断层的野外识别:
三个方面即地貌标志、构造标志地层标志
15.结构面的成因类型根据地质成因的不同,可将结构面分为原生结构面、构造结构面和次生结构面三类。
1、原生结构面是指岩体在成岩过程中形成的结构面,其特征与岩体成因密切相关。
2.构造结构面是岩体形成后在构造应力作用下形成的各种破裂面,包括断层、节理、劈理和层间错动面等。
3.次生结构面是岩体形成后在外营力作用下形成的结构面,包括卸荷裂隙、风化裂隙、次生夹泥层和泥化夹层等。
16.结构面的规模和分级结构面的规模大小不仅影响岩体的力学性质,而且影响工程岩体力学作用及其稳定性。
按结构面延伸长度、切割深度、破碎带宽度及其力学效应,可将结构面划分为如下五级。
Ⅰ级:
指大断层或区域性断层一般延伸长约数公里至数十公里以上,破碎带宽约数米至数十米,乃至几百米以上。
Ⅱ级:
指延伸长而宽度不大的区域性地质界面,如较大的断层、层间错动、不整合面及原生软弱夹层等。
Ⅲ级:
指长度为数十米至数百米的断层、区域性节理、延伸较好的层面及层间错动等。
Ⅳ级:
指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、小断层及较发育的片理、劈理面等。
Ⅴ级:
又称为微结构面,指隐节理、微层面、微裂隙及不发育的片理、劈理等。
17.产状结构面的产状常用走向、倾向和倾角三要素来表示。
结构面与最大主应力的关系控制着岩体的破坏机理与强度。
2.连续性结构面的连续性反映结构面的贯通程度,常用线连续性系数、迹长和面连续性系数等表示。
3.密度结构面的密度反映结构面发育的密集程度,常用线密度、面密度和间距等指标表示。
.张开度与充填胶结特征结构面的张开度e是指结构面两壁面间的垂直距离(mm)。
5.形态结构面的形态对岩体力学性质及水力学性质存在明显的影响。
6.结构面的组合关系结构面的组合关系控制着可能滑移岩体的几何边界条件、形态、滑动方向及滑移破坏类型,它是工程岩体稳定性预测与评价的基础。
四、软弱结构面软弱结构面,就其物质组成及微观结构而言,主要包括原生软弱夹层、构造及挤压破碎带、泥化夹层及其它夹层等。
18.结构体特征结构体是指岩体中被节理面切割围限的岩石块体。
结构体的规模取决于结构面的密度,密度越小,结构体的规模越大。
常用单位体积内的结构体数(一般指Ⅳ级结构体),即块度模数来表示,也可用结构体的体积表示。
19.岩体的结构类型划分由于组成岩体的岩性遭受的构造变形及次生变化的不均一性,导致了岩体结构的复杂性
20.岩体结构的两个基本要素:
结构面和结构体一.结构面结构面:
存在于岩体中的地质界面,包括各种破裂面(如劈理、节理断层面、顺层裂隙、卸荷裂隙、风化裂隙等)、物质分层面(如层面、片理面、沉积间断面等)以及软弱夹层或者软弱带构造破裂带,泥化夹层、充填夹泥(层)等。
21.结构面的成因类型原生结构面构造结构面次生结构面
22.原生结构面
(1)沉积结构面:
包括岩层面、层理面、沉积间断面、原生软弱夹层、古风化夹层等。
与沉积岩的成层性有关
(2)火成结构面:
岩浆侵入活动及冷凝过程中的所形成的结构面。
包括:
岩浆岩体与围岩接触面,多次侵入的岩浆岩之间的接触面、岩浆冷凝时所形成的原生节理、流纹面、凝灰岩夹层等。
(3)变质结构面:
指变质作用过程中,矿物定向排列而形成的结构面。
构造结构面在构造作用下,岩体中所产生的断裂面、错动带、破裂带的总称。
破裂结构面:
劈理、节理、断层面、层间错动面等构造软弱带:
断层破裂带、层间错动破裂带
23.次生结构面岩体受卸、风化、地下水等此生作用所形成的结构面包括:
风化裂隙、卸荷裂隙、破裂带、泥化夹层、夹层泥等
24.结合面的几何形状
(1)直线型:
包括岩层面、片理、劈理、剪切理、原生节理等
(2)波状起伏型:
如具波痕的层理、轻度揉曲的片理、沿走向或者倾向呈舒缓波状的破裂结构面(3)曲折型:
一般呈锯齿状或者不规则弯曲状,如具交错层理和具龟裂纹的岩层面、缝合线、沉积间断面,以及沿已有的裂隙发育的次生结构面
25.依据结构面的光滑度可分为:
极粗糙、粗糙、一般、光滑、镜面2.结构面的结合形态和填充物按照结构面两壁离开的距离大小分:
紧闭型、闭合型和张开型紧闭型:
干净无填充物结构面抗剪强度取决于结构面形态及岩性闭合型:
泥质和铁质薄膜取决于结构面形态及岩性及薄膜的物质成分及亲水性张开型:
微张(<1mm)、张开(1~5mm)、宽张(>5mm)结构面抗剪强度取决于填充物3.结构面的连通性指在一定空间范围内的岩体中,沿走向、倾向的连通程度分为:
非连通的、半连通的、连通的4.结构面的密集程度结构面的密度:
单位体积、单位面积或单位长度内含有的结构面的条数5.结构面的产状和组数结构面的产状、组数及其组合关系控制了岩体的稳定性及变形破坏机制
26.结构体:
岩石中被各类各级结构面切割并包围的岩石块及岩块集合体1.结构体的形态柱状、块状、板状、锥形、楔形和菱形体2.结构体分级
(1)Ⅰ级结构体断块体Ⅰ级结构面所包围的地质体
(2)Ⅱ级结构体山体Ⅱ级结构面之间或者Ⅱ级结构面与Ⅰ级结构面相互组合所包围的地质体(3)Ⅲ级结构体块体Ⅲ级结构面之间或者Ⅲ级结构面与Ⅱ级(甚至Ⅰ结构面)之间所包隔的地质体(4)Ⅳ级结构体岩块Ⅳ级结构面之间或,Ⅳ级与Ⅱ、Ⅲ级结构面之间相互组合所包围的岩石体
27.岩体结构:
岩体中结构面和结构体的组合方式1.岩体结构类型的划分原则
(1)结构面的性质是划分岩体结构类型的主要依据(硬性结构面、软弱结构面)
(2)结构面的密集程度是划分岩体结构类型的关键因素,集中体现了岩体的完整性(3)结构面的排列组合形式是岩体结构特征标志因素(4)在岩体结构类型的具体划分中,对岩体特性做全面的评价2.岩体结构类型块状结构、层状结构、破碎结构和散体结构不同岩体类型的工程地质特性岩体的工程地质特征首先取决于岩体的结构类型,其次才是组合岩石的岩石性质。
(以下分类只适合于坚硬及半坚硬的岩石)1.整体结构岩体:
稳固,无需处理2.块状结构岩体:
对于一般地下工程,此类岩体是稳定的3.层状结构岩体4.薄层(板)状结构岩体5.镶嵌结构岩体6.层状碎裂结构岩体7.破碎结构岩体8.散体结构岩体三.特殊岩类及其工程地质特性1.软岩:
指抗压强度小于1.9613MPa的岩石,其软化系数一般比较小,易于风化破碎且侵水迅即崩解2.遇水膨胀的软质粘土岩:
软质粘土岩的亲水性强弱取决于其所含亲水性矿物的类型和数量影响岩体工程地质性质的因素主要有四个方面:
①岩体材料(岩石)性质,包括岩石的矿物组成、结构构造及结构面发育特征等;②岩体结构,包括结构面特征、结构体特征及其组合情况;③地质环境条件,包括地下水、地温、天然应力等;④风化作用。
28.岩体的力学性质岩体的变形性质结构面变形(法向、切向)变形参数测试岩体变形曲线岩体的强度性质结构面抗剪强度岩体剪切试验和剪切强度岩体的动力性质弹性波传播动变形、动强度
29.岩体的力学性质一方面取决于它的受力条件;另一方面则受岩体的地质特征和赋存的环境条件的影响。
影响因素主要包括:
1.组成岩体的岩石变形与强度性质;2.各种结构面的发育特征及其变形与强度性质;3.岩体的赋存环境,尤其是天然应力及地下水的影响。
其中,结构面影响是岩体力学性质不同于岩石的本质原因。
30.岩体在外力作用下的变形=岩石变形+结构面闭合+充填物变形(控制作用)结构面的法向变形具有如下特征:
1)在法向应力作用下,结构面闭合变形开始较快,变形量也较大,随后逐渐变慢,变形量趋于常量2)曲线为为渐近线的双曲线,说明结构面的变形大部分在低应力下就趋于完成。
3)含结构面岩块的变形ΔVt,开始随σn增加呈非线性增加,当σn达到某一定值后,σn—ΔVt曲线变陡且近似与σ—ΔVt曲线平行。
4)由非线性变形转变为线性变形的法向应力大约在岩石抗压强度的1/3处,σn高于σc/3后的ΔVt主要是岩块变形贡献的
31.剪切变形特征结构面的剪切变形有二种基本类型:
一类为塑性变形型,如泥化夹层、光滑平直破裂面等;另一类为脆性变形型,τ-Δμj曲线有明显的峰值点和应力降;当应力降至一定值后趋于稳定,不再随位移变化而变化,如粗糙结构面常具这种变形特征。
32.岩体变形参数的测定方法有静力法和动力法两类。
静力法又可分承压板法、狭缝法、钻孔变形法及水压洞室法等。
动力法则是通过测定弹性波在岩体中的传播速度,依据一定的公式求取岩体的变形参数,主要有地震法和声波法。
目前,国内应用较广的是承压板法、钻孔变形法及声波法等
1.承压板法承压板法试验,又称平板载荷试验,一般在平巷中进行。
用下式计算岩体的变形模量Em(MPa)和弹性模量Eme(MPa):
、2.钻孔变形法
2.岩体变形曲线类型
(1)直线型
(2)上凹型(3)下凹型
3.结构面的抗剪强度根据结构面的形态、连续性、充填情况及其力学性质,可将结构面分为平直光滑无充填的、粗糙起伏无充填的、非贯通断续的及有充填的软弱结构面四类。
平直光滑无充填结构面的抗剪强度
这类结构面以光滑破裂面及摩擦镜面(如剪切理、片理面等)为代表,是摩擦剪切作用的产物,一般无充填,并附有动力变质矿物薄膜。
其抗剪强度接近于人工磨光面的摩擦强度
粗糙起伏无充填结构面的抗剪强度这类结构面的特点是具有粗糙起伏度,在法向应力较小时,剪切过程中可引起上滑效应(或称剪胀效应),从而增大了结构面的抗剪强度。
沿结构面产生滑动时当法向应力不断增大,并达到一定值时,由于岩块上滑运动所需的功达到并超过了剪断锯齿体所需要的功,锯齿将被挫断,这时结构面的抗剪强度为:
3.非贯通断续结构面的抗剪强度
这类结构面的抗剪强度由各段结构面抗剪强度和非贯通段岩石(岩桥)的抗剪断强度两部分组成。
因此,整个结构面的强度取决于结构面和岩石性质,以及结构面的连续性。
4.具充填的软弱结构面的抗剪强度这类结构面的抗剪强度,主要取决于充填物的成分、结构、厚度及充填度和含水状况等。
岩体中任一方向的剪切面,在一定的法向应力作用下所能抵抗的最大剪应力,称为岩体的抗剪强度岩体的抗剪强度也可细分为抗剪断强度、抗切强度及摩擦强度三种。
岩体的动力性质是指岩体在动荷载作用下表现出来的力学性质,包括岩体中弹性波的传播规律及岩体动力变形与强度特性。
当岩体(岩块)受到振动、冲击或爆破作用时,在岩体中将有各种不同动力特性的波传播。
这些波包括塑性波和弹性波;在应力值较低时,岩体中只有弹性波产生。
弹性波的传播也称声波的传播,又分为体波和面波。
体波是在岩体内部传播的波,主要有纵波和横波两种,纵波(P波)又称为压缩波,波的传播方向与质点振动方向一致;横波(s波)又称剪切波,其传播方向与质点振动方向垂直。
面波又有瑞利波和勒夫波之分。
岩体的动变形参数反映岩体动变形性质的参数,常见的有岩体动弹性模量Ed、动泊松比μd和动剪切模量Gd。
这些参数均可根据声波法测定资料求得。
不论是岩体还是岩石,其动弹性模量都普遍大于静弹性模。
岩体的动强度参数在进行岩石力学试验时,施加在试件上的荷裁并非是完全静止的。
从这个意义上讲,静态加载和动态加载没有根本的区别,而仅仅是加载速度的范围不同。
当加载速率(应变率)在10-4-10-6/s范围内时,被认为属于准静态加载。
大于这一范围,则认为是动态加载。
研究表明,动态加载下的岩石强度比静态加载时的强度高
(1)楔劈作用
(2)润滑作用(3)溶解作用(4)潜蚀作用(5)冻融作用(6)水、岩、应力间的耦合作用
风化作用的影响
1)由于风化作用破坏了矿物颗粒间的连结,扩大了岩体的原有裂隙,降低了结构面的粗糙程度和产生新的风化裂隙,使岩体再次被分裂成更小的碎块,这就进一步破坏了岩体的完整性。
(2)岩石在化学风化过程中,矿物成分发生变化,原生矿物经受水解、水化、氧化等作用后,逐渐变为次生矿物,特别是产生粘土矿物(如蒙脱石、高岭石等),并随着风化强度的加深,这类矿物逐渐增加。
第四章
1.土的矿物成分类型
–土的矿物颗粒的主要来源岩石风化
–岩石力复杂风化类型不同
→不同的矿物类型(不同点:
矿物成分、特性)
→对土物理力学性质的影响不同
–土中的固体颗粒由矿物构成
按其成因和成分首先分为原生矿物、次生矿物和有机质等。
A.原生矿物
岩石主要经受物理风化后碎裂成土粒,矿物成分和母岩相同
–石英、长石、云母
–原生矿物的研究方法:
肉眼观察油渍法
–这些矿