岩體地質結構分析(geological structure analysis of rock mass)是指研究岩體的地質構造結構面和被結構面切割而成的結構體的形狀、大小及其相互組合形式，並分析其在礦山工程應力作用下的穩定性等整個工作的總稱。它是評價岩體穩定性的基礎工作。地質作用形成的具有各種產狀裂陳系統、結構特徵和天然應力場的地質體，稱岩體。岩體結構分析有特定的觀測試驗內容和分析、分類方法。
基本介紹
- 中文名：岩體地質結構分析
- 外文名：geological structure analysis of rock mass
- 學科：地質工程
- 領域：能源
- 特點：有特定的分析、分類方法
- 套用：礦山工程
簡介,岩體結構觀測試驗,岩體結構分析方法,岩體結構分類,
簡介
岩體地質結構分析(geological structure analysis of rock mass)是指研究岩體的地質構造結構面和被結構面切割而成的結構體的形狀、大小及其相互組合形式，並分析其在礦山工程應力作用下的穩定性等整個工作的總稱。它是評價岩體穩定性的基礎工作。地質作用形成的具有各種產狀裂陳系統、結構特徵和天然應力場的地質體，稱岩體。岩體結構分析有特定的觀測試驗內容和分析、分類方法。
岩體結構觀測試驗
內容包括：
（1）現場觀測各種構造結構面的特徵、產狀、延伸規模、間距和密集程度。並按其規模劃分結構面的級別。
（2）鑑定結構面的膠結或充填物質。
（3）研究結構面的產狀組合關係及其力學性質。
（4）測定結構體的形狀、大小。
（5）分析岩體的岩石種類、礦物成分和組構特徵。
（6）測定岩體的力學特徵，並在現場實驗室測定岩石的機械強度。
（7）進行岩體結構分類，判定岩體穩定性等。
岩體結構分析方法
岩體結構分析主要有：
（1）地質學方法。如岩石學方法、構造地質學方法和地質力學方法等。
（2）岩石力學方法。如地應力測量。岩石強度試驗和模擬試驗等。
（3）作圖法。即藉助赤平極射投影法或實體比例投影法、或塊體坐標投影法等進行圖解分析，確定岩體優勢結構面、結構體幾何形狀和規模大小。以及可能失穩的形式和位移的方向等。
（4）Q值評價法。即用岩體質量指標Q值評價岩體穩定性的方法，Q值愈大，岩體穩定性愈好。
岩體結構分類
一般分為：整體塊狀、層狀、碎裂狀和鬆散狀等四種結構類型。
（1）整體塊狀結構類型
其力學特性為各向同性的連續介質，岩石壓縮應力一應變曲線為凹形，整體強度高。可承受一定的拉力，岩石類型一般為厚層狀沉積岩、火成侵入岩、火山變質岩，結構面以節理面為主，主要結構體形式為塊狀、柱狀。按岩石、岩體強度。該類型可細分為整體結構和塊狀結構兩個亞類。前一亞類結構面類型屬剛性結構面，主要結構面內摩擦係數(抗剪曲線斜率)大於0.6，結構面間距大於1m；岩體完整係數(岩休縱波速度與岩石縱波速度比值的平方數或岩體抗壓強度與岩石抗壓強度的比值)大於0.75，結構面級別為Ⅳ、V級，岩塊濕抗壓強度大於58.84MPa，岩休穩定性屬極穩定類，個別情況下出現岩爆，後一亞類.結構面類型以剛性結構面為主。局部為破碎結構面，結構面內摩擦係數為0.4~0.6，結構面間距為0.5~1m，岩體完整係數為0.75~0.4，結構面級別以Ⅳ、Ⅴ級為主，岩石濕抗壓強度大於29.42MPa。一般大於58.84MPa，穩定性屬穩定類，有時沿結構面產生塊狀位移。
(2)層狀結構類型
岩石種類屬簿層沉積岩、沉積變質岩，其力學特性為各向異性不連續介質，垂直層面的方向上抗拉強度低，整體強度不高，層理、片理、節理比較發育，主要結構體形式為板狀、楔形。該類型又再分為厚層狀結構和薄層狀結構兩個亞類。前一亞類，結構面類型分剛性結構而和柔性結構面兩種：主要結構面內摩擦係數為0.5~0.3，結構面間距為0.5~0.3m，岩體完整係數為0.5~0.3，結構面級別以Ⅲ、Ⅳ級為主，岩塊濕抗壓強度大於29.42MPa，岩體穩定性屬較穩定類，可沿軟弱夾層發生層狀滑移。後一亞類結構面類型為柔性結構面，主要結構面內摩擦係數為0.4~0.3，結構面間距小於0.3m，岩體完整係數小於0.4，結構面級別以Ⅲ、Ⅳ級顯著，岩塊濕抗壓強度為29.42~9.81MPa，岩體穩定性屬較不穩定類，常發生順層滑移、彎折，有時有塑性變形。
(3)碎裂狀結構類型
包括鑲嵌狀結構、層狀破裂結構和破裂狀結構三個亞類。鑲嵌結構，岩石種類屬火成侵入岩、非沉積變質岩，抗剪強度高，抗拉強度低，岩塊濕抗壓強度大於58.84MPa，節理比較發育有小斷層錯動帶，主要結構體形式為菱形、錐形，結構面類型屬剛性結構面、破碎結構面，主要結構面內摩擦係數為0.6~0.4，結構面間距小於0.5m，岩體完整係數小於0.3，結構面級別為Ⅳ、Ⅲ級密集，岩體穩定性屬較穩定類，但受振動而鬆動時則不穩定。層狀破裂結構，岩石類型為較強烈摺曲、破碎的岩層或層狀岩體，力學特徵為各向異性不連續介質，岩石壓縮應力——應變曲線為凸凹型或凸型，垂育岩層方向軟弱，岩塊濕抗壓強度小於29. 42MPa、骨架岩層在29. 42MPa左右，岩休中層理、片理、節理、斷力學特徵為各向同性的似連續介質，岩石壓縮應力——應變曲線為凸凹交替型，整體層、層間錯動面發育，主要結構體形式為碎裂狀、片狀，結構面類型屬泥化結構面。其內摩擦係數為0.4~0.2，結構面間距小於0.5m，岩體完整係數小寸0.4m，構造面級別Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級均發育，岩體穩定性屬不穩定類，易沿軟弱結構面發生位移。遇水時可塑性變形。碎裂狀結構，岩石種類為構造破碎強烈的岩體，力學特性是結溝面方向具壓縮性，抗拉強度很低，具有一定的流變特性，岩塊濕抗壓強度小於29.42MPa，節理、斷層、斷層破碎帶、交叉劈理髮育。主要結構體形式為破碎狀，結構面類型為破碎結構面，其內摩擦係數為0.4~0.16，結構面間距小於0.5m，岩體完整係數小於0.3，岩體穩定性屬不穩定類，尤其是有水作用時更不穩定。
(4)鬆散狀結構
常為斷層破碎帶或風化破碎帶，力學特性表現為各向同性的連續介質，岩石壓縮應力——應變曲線為凸型，整體強度很低，塑性高，流變性大，岩塊濕抗壓強度極低，主要結構體形式為鱗片狀、碎屑狀、顆粒狀，結構面類型為節理密集呈無序狀分布，其內摩擦係數小於0.2，岩體完整係數小於0.2，岩體穩定性屬極不穩定類，有水時易發生塑性變形。
