工程岩体分级及其稳定性分析

第6章　工程岩体分级及其稳定性分析

自然界中的岩体作为工程建筑物地基、围岩或边坡的时候，不可避免地要涉及承载能力和稳定性问题，如何针对工程需要得出岩体相应的设计计算指标或参数，以便使工程建设达到经济、合理、安全的目的，那就需要进行工程岩体分级。

岩体经常被各种结构面（如层面、节理、断层、片理等）所切割，成为一种多裂隙的不连续岩体。岩体的多裂隙性特点决定了岩体与岩石（单一岩块）的工程性质有明显不同。二者最根本的区别，就是岩体中的岩石被各种结构面所切割。这些结构面的强度与岩石相比要低得多，并且破坏了岩体的连续完整性。岩体的工程性质首先取决于这些结构面的性质，其次才是组成岩体的岩石性质。因此，在工程实践中，研究岩体的特征比研究单一岩石的特征更为重要。从工程地质观点出发，可以把岩体的主要特征概括为以下几点。

①由于岩体是地质体的一部分，因此，岩石、地质构造、地下水及岩体中的天然应力状态对岩体稳定有很大的影响。在研究岩体时，不仅要研究它的现状，而且还要研究它的历史。

②岩体中的结构面是岩体力学强度相对薄弱的部位，它导致岩体力学性能的不连续性、不均一性和各向异性。岩体中的软弱结构面常常成为岩体稳定性的控制面。

③岩体在工程荷载作用下的变形与破坏，主要受各种结构面的性质及其组合形式的控制。在自然界，由于各种结构面对岩体切割程度的不同，岩体有时表现为整体状，有时表现为层状、块状或散体状。岩体结构特征不同，岩体的变形与破坏机制也不同。

④岩体中存在着复杂的天然应力场。在多数情况下，岩体中不仅存在自重应力，而且还有构造应力。这些应力的存在，使岩体的工程性质复杂化。

岩体稳定性是指在一定的时间内，一定的自然条件和人为因素的影响下，岩体不产生破坏性的剪切滑动、塑性变形或张裂破坏的性质。岩体的稳定性，岩体的变形与破坏，主要取决于岩体内各种结构面的性质及其对岩体的切割程度。大量的工程实践表明，边坡岩体的破坏，地基岩体的滑移，以及隧道岩体的塌落，大多数是沿着岩体中的软弱结构面发生的。岩体结构在岩体的变形与破坏中起到了主导作用。因此，在岩体稳定分析中，除了力学分析和对比分析外，对岩体的结构分析也具有重要意义。而要从岩体结构的观点分析岩体的稳定性，首先就必须研究岩体的结构特征。