考点1 岩体的结构
工程岩体有地基岩体、边坡岩体、地下洞室围岩三类。岩体是由结构面和结构体两部分组成的。结构面是指切割岩体的各种地质界面的统称，如层面、沉积间断面、节理、断层、软弱夹层等。岩体结构是指岩体中结构面与结构体的组合方式，其基本类型可分为以下四类：
（1）整体块状结构。结构面稀疏、延展性差、结构体块度大且常为硬质岩石，整体强度高，变形特征接近于各向同性的均质弹性体，变形模量、承载能力与抗滑能力均较高，抗风化能力一般也较强，因而这类岩体具有良好的工程地质性质，常是较理想的各类工程建筑地基、边坡岩体及洞室围岩。
（2）层状结构。这类岩体总体变形模量和承载能力均较高。作为工程建筑地基时，其变形模量和承载能力一般均能满足要求。但当结构面结合力不强，有时又有层间错动面或软弱夹层存在，则其强度和变形特征均具各向异性特点，一般沿层面方向的抗剪强度明显低于垂直层面方向，当有软弱结构面存在时更甚。这类岩体作为边坡岩体时，结构面倾向坡外比倾向坡里的工程地质性质差得多。
（3）碎裂结构。岩体中节理、裂隙发育，常有泥质充填物，结合力不强，其中层状岩体常有平行层面的软弱结构面发育，结构体块度不大，岩体完整性破坏较大。其中，镶嵌结构岩体为硬质岩石，具有较高的变形模量和承载能力，工程地质性能好。而层状碎裂结构岩体的变形模量、承载能力均不高，工程地质性质较差。
（4）散体结构。岩体节理、裂隙很发育，岩体十分破碎，岩石手捏即碎，属于碎石土类，可按碎石土考虑。
考点2 岩体的力学特性
岩体的力学特征不仅取决于岩石的性质，更受结构面工程性质的影响。岩体的力学特征主要是岩体的变形、流变和强度特征。
（1）岩体的变形特征。就大多数岩体而言，一般建筑物的荷载远达不到岩体的极限强度值，因此设计人员关心的主要是岩体的变形特征。岩体的变形参数是由变形模量或弹性模量来反映的。由于岩体中发育有各种结构面，所以岩体的弹塑性变形较岩石更为显著。
（2）岩体的流变特征。试验和工程实践表明，岩石和岩体均具有流变性。特别是软弱岩石、软弱夹层、碎裂及散体结构岩体，其变形的时间效应明显，蠕动特征显著。
（3）岩体的强度特征。一般情况下，岩体的强度既不等于岩块岩石的强度，也不等于结构面的强度，而是二者共同影响表现出来的强度。但在某些情况下，可以用岩石或结构面的强度来代替，如当岩体中结构面不发育，呈完整结构时，可以用岩石的强度代替岩体强度；如果岩体沿某一结构面产生整体滑动时，则岩体强度完全受结构面强度控制。
考点3 岩体的工程地质性质
（一）岩石的工程地质性质
1.岩石的主要物理性质
（1）重量。岩石的重量是岩石最基本的物理性质之一，一般用比重和重度两个指标表示。岩石的比重在数值上等于岩石固体颗粒的重量与同体积的水在4℃时重量的比。常见岩石的比重介于2.4～3.3之间。岩石的重度也称为容重，是岩石单位体积的重量，在数值上等于岩石试件的总重量（包括空隙中的水重）与其总体积（包括孔隙体积）之比。岩石的重度决定于岩石中矿物的比重、岩石的孔隙性及其含水情况。
（2）孔隙性。岩石的孔隙性在数值上等于岩石中各种孔隙的总体积与岩石总体积的比，以百分数计。孔隙性对岩石的强度和稳定性具有重要的影响。岩石孔隙度的大小，主要取决于岩石的结构和构造，同时也受外力影响，如未受风化或构造作用的侵入岩和某些变质岩，其孔隙度一般很小；而砾岩、砂岩等一些沉积岩类的岩石，经常有较大的孔隙度。
（3）吸水性。岩石的吸水性一般用吸水率表示，在数值上等于岩石的吸水重量与同体积干燥岩石重量的比，也可以用百分数计。岩石的吸水率与岩石孔隙度、孔隙张开程度等因素有关。
（4）软化性。岩石的软化性主要取决于岩石的矿物成分、结构和构造特征。通常用软化系数作为岩石软化性的指标，软化系数接近于1，是弱软化岩石，其抗水、抗风化和抗冻性较强，例如未受风化作用的岩浆岩和某些变质岩；而软化系数小于0.75的岩石，是软化性较强的岩石，工程性质比较差。
（5）抗冻性。岩石的抗冻性一般用岩石在抗冻试验前后抗压强度的降低率表示。抗压强度降低率小于25%的岩石，认为是抗冻的；大于25%的岩石，认为是非抗冻的。
2.岩石的主要力学性质
（1）岩石的变形
岩石受力的作用会产生变形，在弹性变形范围内用弹性模量和泊松比两个指标表示。在相同受力条件下，岩石弹性模量越大，变形越小。泊松比越大，表示岩石受力的作用后的横向变形越大。通常提供的弹性模量和泊松比，只是在一定条件下的平均值。
（2）岩石的强度
①抗压强度。抗压强度是岩石在单向压力作用下抵抗压碎破坏的能力，是岩石最基本和最常用的力学指标。岩石的抗压强度相差很大，胶结不良的砾岩和软弱页岩小于20MPa，坚硬岩浆岩大于250MPa。
②抗拉强度。抗拉强度是岩石抵抗拉伸破坏的能力，在数值上等于岩石单向拉伸破坏时的最大张应力。岩石的抗拉强度远小于抗压强度。
③抗剪强度。抗剪强度是指岩石抵抗剪切破坏的能力，在数值上等于岩石受剪破坏时的极限剪应力。
上述三项强度中，岩石的抗压强度最高，抗剪强度居中，抗拉强度最小。其中，抗剪强度为抗压强度的10%～40%，抗拉强度仅是抗压强度的2%～16%。岩石的抗压强度和抗剪强度是评价岩石稳定性的主要指标，是对岩石的稳定性进行定量分析的依据之一。
（二）土体的工程地质性质(www.xing528.com)
1.土的物理力学性质
（1）土的主要性能参数
①土的含水量。土的含水量是土中水的重量与土粒重量之比。含水量是标志土的湿度的一个重要物理指标。一般而言，土的含水量增大时，其强度就降低。
②土的饱和度。土的饱和度是土中被水充满的孔隙体积与空隙总体积之比。饱和度Sr越大，表明土孔隙中充水愈多。Sr<50%是稍湿状态，Sr在50%～80%之间是很湿状态，Sr>80%是饱水状态。
③土的孔隙比。土的孔隙比是土中孔隙体积与土粒体积之比，反映天然土层的密实程度，一般孔隙比小于0.6的是密实的低压缩性土，大于1.0的土是疏松的高压缩性土。
④土的孔隙率。土的孔隙率是土中孔隙体积与土的体积（三相）之比。
⑤土的塑形指数和液性指数。土可分为无黏性土和黏性土。碎石土和砂土为无黏性土，紧密状态是判定其工程性质的重要指标。黏性土能在一定的含水量范围内呈现出可塑性，这是黏性土区别于砂土和碎石土的一大特征，据此特点，黏性土也可称为塑性土。土的可塑性是指土在外力作用下可以形成任意形状而不产生裂缝，且当外力解除后仍可保持既得形状的性能。黏性土的界限含水量，有缩限、塑限和液限。塑性指数越大，可塑性就越强；液限指数越大，土质就越软。
（2）土的力学性质。土的力学性质主要是压缩性和抗剪强度。
2.特殊土的工程性质
（1）软土。软土泛指淤泥及淤泥质土。淤泥及淤泥质土具有含水量高、高孔隙性、低渗透性、高压缩性、低抗剪强度、较显著的触变性和蠕变性等特性。
（2）湿陷性黄土。湿陷性黄土受水浸湿后，在其自重压力下发生湿陷的，称为自重湿陷性黄土；而在其自重压力与附加压力共同作用下发生湿陷的，称为非自重湿陷性黄土。在自重湿陷性黄土地区修筑渠道，初次放水时就可能产生地面下沉，两岸出现与渠道平行的裂缝；管道漏水后由于自重湿陷可能导致管道折断；路基受水后由于自重湿陷而发生局部严重坍塌；地基土的自重湿陷常使建筑物发生很大的裂缝或使砖墙倾斜。而在非自重湿陷性黄土区，上述现象极为少见。
（3）红黏土。红黏土的特点是天然含水量高、密度小、塑性高，通常呈现较高的强度和较低的压缩性，不具有湿陷性，所以尽管天然含水量高，一般仍处于坚硬或硬可塑状态。
（4）膨胀土。膨胀土含有大量的强亲水性黏土矿物成分，具有显著的吸水膨胀和失水收缩，且膨胀变形往复可逆。
（5）填土。填土是在一定的地质、地貌和历史条件下，由于人类活动而堆填的土。填土分为素填土、杂填土、冲填土。素填土一般密实度较差，但若堆积时间较长，由于土的自重压密作用，也能达到一定密实度。
（三）结构面的工程地质性质
结构面的规模是结构面影响工程建设的重要性质。结构面分为Ⅰ～Ⅴ级：
Ⅰ级指大断层或区域性断层，控制工程建设地区的稳定性，直接影响工程岩体稳定性。Ⅱ级指延伸长而宽度不大的区域性地质界面。Ⅲ级指长度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，构成岩块的边界面，破坏岩体的完整性，影响岩体的物理力学性质及应力分布状态；Ⅳ级结构面主要控制着岩体的结构、完整性和物理力学性质，数量多且具随机性，其分布规律具有统计规律，需用统计方法进行研究，在此基础上进行岩体结构面网络模拟。Ⅴ级结构面又称微结构面，常包含在岩块内，主要影响岩块的物理力学性质，控制岩块的力学性质。
上述5级结构面中，Ⅱ、Ⅲ级结构面往往是对工程岩体力学和对岩体破坏方式有控制意义的边界条件，它们的组合往往构成可能滑移岩体的边界面，直接威胁工程的安全稳定性。
（四）地震的震级与烈度
（1）地震震源。震源是深部岩石破裂产生地壳振动的发源地。地震所引起的振动以弹性波的形式向各个方向传播，其强度随距离的增加而减小。地震波首先传达到震中，震中区受破坏最大，距震中越远破坏程度越小。
（2）地震震级。地震是依据所释放出来的能量来划分震级的。释放出来的能量越多，震级就越大。中国科学院将地震震级分为五级：微震、轻震、强震、烈震和大灾震。
（3）地震烈度。地震烈度是指某一地区的地面和建筑物遭受一次地震破坏的程度。其不仅与震级有关，还和震源深度、距震中的距离及地震波通过介质的条件（岩石性质、地质构造、地下水埋深）等多种因素有关。地震烈度又可分为基本烈度、建筑场地烈度和设计烈度。
（1）基本烈度代表一个地区的最大地震烈度。
（2）建筑场地烈度也称为小区域烈度，是建筑场地内因地质条件、地貌地形条件和水文地质条件的不同引起的相对基本烈度有所降低或提高的烈度。一般降低或提高半度至一度。
（3）设计烈度是抗震设计所采用的烈度，是根据建筑物的重要性、永久性、抗震性，以及工程的经济性等条件对基本烈度的调整。
（4）震级与地震烈度的关系。震级与地震烈度既有区别，又相互联系。一般情况下，震级越高、震源越浅；距震中越近，地震烈度就越高。一次地震只有一个震级，但震中周围地区的破坏程度，随距震中距离的加大而逐渐减小，形成多个不同的地震烈度区，它们由大到小依次分布。
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