第四節 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(guān)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(lái)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?，F成的巖體已經(jīng)受了構造變動(dòng)、風(fēng)化作用、卸荷作用等各種內外力地質(zhì)作用的破壞和改造，是經(jīng)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(lèi)。在工程施工和使用過(guò)程中，工程巖體的穩定性直接影響部分工程甚至整個(gè)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(zhì)界面的統

　　稱(chēng)，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(chēng)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(zhì)取決于結構面的方位（產(chǎn)狀）、延續性、粗糙度、側壁強度、兩壁間的張開(kāi)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(lèi)型可分為整體塊狀結構、層狀結構、碎裂結構和散體結構。

　?。?）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(zhì)巖石，整體強度高，變形特征接近于各向同性的均質(zhì)彈性體，變形模量、承載能力與抗滑能力均較高，抗風(fēng)化能力一般也較強。因而，這類(lèi)巖體具有良好的工程地質(zhì)性質(zhì)，往往是較理想的各類(lèi)工程建筑地基、邊坡巖體及洞室圍巖。

　?。?）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(fēng)化微弱、結合力較弱，結構體塊度較大且保持著(zhù)母巖巖塊性質(zhì)，故這類(lèi)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(shí)，其變形模量和承載能力一般均能滿(mǎn)足要求。但當結構面結合力不強，有時(shí)又有層間錯動(dòng)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(diǎn)，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(shí)更甚。這類(lèi)巖體作為邊坡巖休時(shí)，結構面傾向坡外比傾向坡里的工程地質(zhì)性質(zhì)差得多。

　?。?）碎裂結構。巖體中節理、裂隙發(fā)育、常有泥質(zhì)充填物質(zhì)，結合力不強，其中層狀巖體常有平行層面的軟弱結構而發(fā)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(zhì)巖石，具有較高的變形模量和承載能力，工程地質(zhì)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(zhì)性質(zhì)較差。

　?。?）散體結構。巖體節理、裂隙很發(fā)育，巖體十分破碎，巖石手捏即碎，屬于碎石土類(lèi)，可按碎石土類(lèi)考慮。

　　二、巖體力學(xué)特征

　　巖體的力學(xué)特征不僅取決于巖石的性質(zhì)，更受結構面工程性質(zhì)的影響。巖體的力學(xué)特征主要是巖體的變形、流變和強度特征。

　?。?）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(guān)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(lái)反映的。由于巖體中發(fā)育有各種結構面，所以巖體的彈塑性變形較巖石更為顯著(zhù)。

　?。?）巖體的流變特征。試驗和工程實(shí)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(shí)間效應明顯，蠕變特征顯著(zhù)。有些工程建筑的失事，往往不是因為荷載過(guò)高，而是在應力較低的情況下巖體產(chǎn)生了蠕變。

　?。?）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(lái)的強度。但在某些情況下，可以用巖石或結構面的強度來(lái)代替。如當巖體中結構面不發(fā)育，呈完整結構時(shí)，可以巖石的強度代替巖體強度；如果巖體沿某、—結構面產(chǎn)生整體滑動(dòng)時(shí)，則巖體強度完全受結構面強度控制。