岩体结构分析-土木工程地质：原生和次生结构面的影响

（一）结构面

结构面也称不连续面，是指分割岩体的任何地质界面。它是在岩体形成的过程中或生成以后漫长的地质历史时期中产生的。

根据其成因，可以将岩体的结构面划分为原生结构面和次生结构面两种基本类型。

（1）原生结构面。原生结构面是成岩时形成的，分为沉积的、火成的和变质的三种类型。

1）沉积结构面。指沉积岩在沉积、成岩过程中形成的结构面，如层理面、软弱夹层、沉积间断面及不整合面等。其共性是延伸性强，常贯穿整个岩体，产状随岩层变化。沉积结构面对工程岩体稳定性往往威胁较大。

2）火成结构面。指岩浆侵入及冷凝过程中形成的结构面，包括与围岩的接触面和原生节理、流面、流线等。

3）变质结构面。包括残留结构面和重结晶结构面。残留结构面主要是在浅变质沉积岩层面上有绢云母、绿泥石等鳞片状矿物富集、定向排列后形成的层理面。重结晶结构面是在深变质和重结晶作用下的变质岩中，片、柱状矿物富集并定向排列后形成的结构面，如片理、片麻理等，对岩体特性起到控制作用。

（2）次生结构面。次生结构面是在岩体形成以后受到内外地质作用的影响产生的，可以分为三种类型。

1）内力地质作用形成的结构面。它是在内力地质作用下（如地震作用、火山作用、构造运动等）形成的结构面，包括断层、节理、层间错动面等，绝大多数未胶结。其中断层、层间错动面等规模较大，对岩体破坏较大，而规模较小的节理对岩体完整性及力学性质也有一定影响。

2）外力地质作用形成的结构面。岩体形成后，在外力作用下（如风化作用、卸荷作用、人工爆破等产生的裂缝，次生夹泥层及泥化夹层等）产生的结构面。

3）综合成因的结构面。它是在内外力地质作用都能形成的特殊结构面，如泥化和软弱夹层等。岩体结构面的存在对岩体的力学性质和工程岩体稳定性会产生一定程度的影响，其中结构面的产状、密度、连续性、形态、张开度、规模和充填物胶结特征等的影响较大，为保证工程质量，在实际工程中必须予以考虑。以保证工程质量。

（二）结构体的类型

由于各种成因的结构面的组合，在岩体中可形成大小、形状不同的结构体。

岩体中结构体的形状和大小是多种多样的，但根据其外形特征可大致归纳为柱状、块状、板状、楔形、菱形和锥形等六种基本形态，如图2-27所示。

当岩体强烈变形破碎时，也可形成片状、碎块状、鳞片状等形式的结构体。

结构体的大小，可采用A.Palmstram建议的体积裂隙数Jv来表示，其定义是：岩体单位体积通过的总裂缝隙数（裂隙数/m3），表达式为

式中　Si——岩体内第i组结构面的间距；(www.xing528.com)

——该组结构面的裂隙数（裂隙数/m）。

图2-27　结构体的类型

（a）方柱（块）体；（b）菱形柱体；（c）三棱柱体；（d）楔形体；（e）锥形体；（f）板状体；（g）多角柱体；（h）菱形块体

根据Jv值大小可将结构体的块度进行分类，见表2-4。

表2-4　结构体块度（大小）分类

（三）岩体结构特征

1.岩体结构概念与结构类型

岩体结构是指岩体中结构面与结构体的组合方式。形成多种多样的岩体结构类型。具有不同的工程地质特征（承载能力、变形、抗风化能力、渗透性等）。

岩体结构的基本类型可分为整体块状结构、层状结构、碎裂结构和散体结构，他们的地质背景、结构面特征和结构体特征等列于表2-5中。

表2-5　岩体结构的基本类型

续表

2.风化岩体结构特征

工程利用岩面的确定与岩体的风化深度有关，往地下深处岩体渐变至新鲜岩石，但各种工程对地基的要求是不一样的，因而可以根据其要求选择适当风化程度的岩层，以减少开挖的工程量。