工程地质分析原理

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4、席装裂隙

在出露于地表的侵入岩体内,广泛发育一种近水平平行分布的区域性裂隙,通常上部教密,向下逐渐变稀疏,这就是常称的席装裂隙。 (二)与钻进有关的岩体应力释放及伴生的现象 1、岩芯饼化现象:

钻进过程中岩芯裂成饼状的现象是高地应力区所特有的岩体力学现象。 2、钻孔周围岩体葱皮化现象 3、钻孔崩落现象:

研究发现,一些钻孔的孔径不是圆的,而呈椭圆型,长短轴之差可达3-18cm。观察表明:这种孔径的增大是由于孔壁局部破损崩落所致,即钻孔崩落。 (三)与开挖卸荷有关的岩体应力释放及伴生的变形破坏现象 所谓新断裂是指最新构造构造应力场下形成与发展的断裂。

第三章

变形:岩体承受应力,就会在体积、形状或宏观连续性上发生某种变化。宏观连续性无显著变化者称为变形。

破坏:如果宏观连续性发生了显著变化,称为破坏。

岩体变形破坏的方式与过程既取决于岩体的岩性、结构,也与所承受的应力状态及其变化有关。 岩体破坏的基本形式:

分类:根据岩体破坏机制可将岩体破坏划分为剪切破坏和张性破坏(或拉断破坏)两类。

破坏方式影响因素:受荷载条件、岩性、结构以及所处的环境特征及两者相互配合的情况等因素影响。

一、岩体变形破坏的基本过程和阶段划分 图3-1 P69 1)压密阶段 2)弹性变形阶段 3)稳定破裂发展阶段 4)不稳定的破裂发展阶段 5)强度丧失和完全破坏阶段

岩体由弹性变形阶段进入塑性变形阶段的临界应力称为岩体的屈服强度; 岩体进入不稳定破裂发展阶段的临界应力称为长期强度。 岩体遭受最终破坏以后仍然保存有一定的强度,称为残余强度。 二、岩体破坏的基本形式

剪切破坏和张性(或拉断)破坏两类 1、按剪切面的特征又将剪切破坏划分为: 剪短破坏、剪切滑动破坏、塑性破坏

6.1 研究表明,土力学中关于土体的有效应力原理完全适用于岩体。

岩体应力状态分析已指出,卸荷作用将引起卸荷面附近岩体内部应力重分布,造成局部应力集中效应;并且在卸荷回弹变形过程中,还会因差异回弹而在岩体中形成一个被约束的残余应力体系。岩体在卸荷过程中的变形与破坏,正是由于应力状态的上述两方面的变化所引起的。

应力分异(重分布与集中)所造成的变形和破坏,其力学机制与前述加荷过程的情况类似

岩体变形破坏过程中的时间效应表现为两方面:

(1)蠕变:在应力恒定的情况下岩体变形随时间而发展的过程; (2)松弛:在变形恒定的情况下岩石内应力随时间而降低的过程。 岩石变形时间效应介质模型:

岩石的蠕变通常划分为三个阶段:减速蠕变;等速蠕变;加速蠕变。

粘滑现象:剪切过程中,由于动、静摩擦角的差异,或由于凸起体被剪断、越过,或由于转动摩擦中翻转等所造成的剪切位移的突跃现象。P102 根据以上试验和分析,可得出两点结论:

(1)按运动特征,沿结构面的滑移有稳滑与粘滑两种基本类型。稳滑状态的产生条件不仅与结构面特征有关(如结构面较为平坦或夹有足够厚的夹泥等),并且还必须与不间断的匀速滑动相联系。

(2)粘滑时释放的能量的大小不但与不同的粘滑机制有关,对于某一特定的剪切滑移面而言,停止活动承受法向应力的时间愈长,则粘滑时释放的能量也就愈高。

以上两点对于分析地震的发震机制,以及阐明岩体失稳时滑动的动力特征,意义重大。

6.2 引起岩体内空隙水压力变化的原因,主要有以下几个方面: (1)由地下水补给排泄条件的变化引起

例如特大降雨、洪水、持续干旱、人工抽水、注水或水库蓄水等,均能造成地下水位大幅度的变化,从而引起岩体内空隙水压力的增减。 (2)由岩体受荷状态的变化引起

土力学中已指出,在加荷过程中,饱水的土体所承受的附加压力p是由水和颗粒

骨架两相分别承担的。 (3)由岩体变形破裂引起

岩体变形进入破裂阶段(尤其是进入不稳定破裂阶段)以后,破裂造成的扩容现象可引起空隙水压力发生显著变化。岩体在不同应力状态下其最终破坏不外乎剪切破坏和拉断破坏两种主要方式。 第七节

基本的变形破裂单元可分为拉裂、蠕滑(滑移)、弯曲和塑流四种。

拉裂:为拉断破裂,包括以拉应力为主造成的拉裂和以压应力为主造成的压致拉裂。

蠕滑:为剪切变形破坏,包括沿某潜在剪切面的剪切蠕变、沿原有结构面的滑移和介于二者之间的蠕变-滑移,即蠕滑。

弯曲:系指弯曲变形,按受力方式可分为横弯曲和纵弯曲;按支撑约束方式可分为简支梁、外伸梁和悬臂梁弯曲等。

塑流:系指岩体中的软弱层(带)的压缩和向临空或减压方向的塑性流动,包括岩体中原有软弱层的塑性流动,也包括岩体变形破坏发展中的压碎带或塑性破坏带的塑性流动。 基本的地质力学模式

(1)蠕滑(滑移)-拉裂:可发生在各类岩体中,但以块状、层状和散体状岩体中最多。表现为一定形状的岩体沿岩体中原有的软弱面或潜在剪切面的蠕滑,并伴有向滑移面方向逐渐收敛的拉裂。

(2)滑移-压致拉裂:大多发生在块状或层状岩体中,表现为一定形状的岩体沿软弱面的滑移,并伴以起源于滑移面的分枝拉裂面。这类变形的发展可使岩体碎

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