基本介紹
- 中文名：裂隙
- 外文名：fissure
- 分類：風化裂隙、成岩裂隙、構造裂隙
定義,成因,成岩裂隙,風化裂隙,構造裂隙,研究意義,國內外研究概況,
定義
岩石受力後斷開並沿斷裂面無顯著位移的斷裂構造。它包括岩石節理在內，常將其與節理看成同義詞。按其成因分為原生和次生裂隙兩類。前者是在成岩過程中形成，後者則是岩石成岩後遭受外力所成。按力的來源又分為非構造和構造兩類裂隙。前者由外力地質作用而成，如風化、滑坡、坍塌等裂隙，它們常局限於地表，規模不大且分布不規則。後者則由構造作用形成，分布極廣而有規律，延伸較長且深，可切穿不同岩層。裂隙對工程建設影響較大，特別是對隧道及地下工程的穩定性影響更大。
成因
裂隙按成因可分為風化裂隙、成岩裂隙、構造裂隙，裂隙的性質及其發育規律與裂隙成因有密切關係。
成岩裂隙
風化裂隙
地表岩石在溫度變化和水、空氣、生物等風化營力作用下形成風化裂隙，常在成岩、構造裂隙的基礎上進一步發育，形成密集均勻、無明顯方向性、連通良好的裂隙網路。風化營力決定著風化裂隙呈殼狀包裹於地表，一般厚度為幾米到幾十米，未風化的母岩構成隔水底板，一般為潛水含水系統，局部可為承壓水。
構造裂隙
構造裂隙是地殼運動過程中岩石在構造應力作用下產生的，是所有裂隙成因類型中最常見、分布範圍最廣、與各種水文工程地質問題關係最為密切的類型，為裂隙水研究的主要對象。構造裂隙水具有強烈的非均勻性、各向異性、隨機性等。構造裂隙的張開寬度、延伸長度、密度及導水性等在很大程度上受岩石性質（如岩性、單層厚度、相鄰岩石的組合等）的影響。
研究意義
目前大量地下洞室、礦山、邊坡以及相關工程在進行開挖、支護等活動時，節理將會發生擴展演化，降低圍岩的穩定性。為有效地限制裂隙岩體的漸進破壞，需要對多裂隙岩體三維裂紋擴展機理進行研究，並建立相應的分析方法，將成果套用到地下洞室、邊坡等大型岩體工程的穩定性評價中，不僅具有突出的理論意義，而且具有重大的實用價值和社會效益。一方面，岩體的變形破壞過程實質就是裂隙在工程擾動條件下的萌生、擴展、相互作用和貫通的過程。另一方面，岩體中賦存的複雜裂隙形式改變了岩體受力狀態，進一步影響了工程岩體的破壞形式及失穩過程。因此，開展岩體裂隙形式對強度特徵及破壞模式影響規律及影響機制的研究有較強的實際意義。因此，研究多裂隙岩體的破裂機理和強度特性將對水電工程地質學學科及岩體工程穩定學科有十分重要的理論意義和實際工程套用價值。
國內外研究概況
岩體中裂隙分布看似雜亂無序，形式各異，實際存在一定規律。對於原生裂隙，沉積作用使得裂隙一般表現為層狀平行形式。對於構造裂隙，裂隙根據其力學形成機制可以劃分為雁形和共軛交叉兩種基本形式。
目前國內外學者對裂隙形式影響岩體力學行為的試驗研究一般可分為兩類：一類是有序裂隙試樣的壓縮破壞試驗，楊聖奇等對紅砂岩裂隙試樣在單軸壓縮條件下的擴展過程以及裂隙傾角對強度及變形參數的影響規律進行了研究。蘇海健等研究了單軸壓縮條件下含縱向裂隙砂岩試樣的強度、變形及破壞形態。趙延林等開展了單軸壓縮下類岩石材料有序多裂紋體破斷試驗，研究了不同裂隙傾角和裂隙密度對峰值強度和貫通模式的影響。蒲成志等通過對預製多裂隙試樣的單軸壓縮試驗，研究了裂隙分布密度對試件斷裂破壞強度的影響。靳瑾等基於混凝土材料預製裂紋試件單軸壓縮試驗結果，研究了裂隙參數（裂隙傾角和岩橋傾角）對試件破壞模式和單軸抗壓強度的影響規律。Wong等基於含多條平行預置裂隙類岩石材料的單軸壓縮試驗，研究了多裂隙的萌生、擴展和貫通機制。陳新等研究了單軸壓縮條件下節理傾角和連通率對岩體強度、變形特徵的影響。蔣昱州等根據非貫通預製裂紋大理岩的單軸壓縮試驗結果，對裂紋間距、裂紋長度、裂紋數目、裂紋傾角等因素與試驗岩樣抗壓強度之間的相互關係進行了分析研究。另一類是交叉裂隙試樣的壓縮破壞試驗，目前研究和試驗較少，劉東燕等基於石膏模型試驗討論了X型斷續節理的壓剪強度特性及破壞機制。劉欣宇等研究了交叉充填節理對類岩石強度特徵和變形特性的影響。張波等系統地研究了主、次裂隙之間角度變化情況下對含交叉裂隙節理試樣的破壞模式及力學性能的影響，並進一步基於有限元計算程式Abaqus對含交叉裂隙節理岩體試件進行了應力場及應力強度因子分析，研究了含交叉裂隙節理岩體試件的破壞機制。
