岩體結構
正文
岩體內岩塊的組合排列形式。岩體結構是由結構面和結構體2個基本單元組成。結構面 岩體記憶體在的不同成因、不同特性的各種地質界面的統稱。如層面、節理、斷層、裂隙等。結構面不是幾何學上的面，而往往是具有一定張開度的裂縫，或被一定物質充填,具有一定厚度的層或帶。按成因,結構面可分為：沉積或成岩過程中產生的層面、夾層、冷凝節理等原生結構面；構造作用下形成的斷層、節理等構造結構面；變質作用下所產生的片理、片麻理等變質結構面；還有在外營力作用下形成的風化裂隙、卸荷裂隙等次生結構面。按規模（主要是長度），可將結構面分為5級：（幾十至上百公里，十幾公里，幾公里,幾米至幾十米和厘米級）。它們分級或共同控制著區域、地區、山體、岩體的穩定性和岩塊的力學特性。按性質，結構面可分為硬性（剛性）結構面和軟弱結構面。硬性結構面的摩擦係數較大，多數沒有充填物。軟弱結構面的摩擦係數相對較小，延伸較長，且普遍充填粘土、泥、岩石碎塊等物質。按物質組成和微結構形態，軟弱結構面分為原生軟弱夾層、斷層和層間錯動破碎帶、軟弱泥化帶（或夾層）等 3種類型。某些充填泥質或粘土薄膜的大節理，也可構成軟弱結構面。軟弱結構面是岩體中最容易產生變形和破壞的部位。它常常成為危險的切割面、滑移面或構成有害的壓縮變形帶，導致岩體產生不允許的變形或失穩。因此，當工程岩體中存在軟弱結構面時，除了要研究它們的幾何形態、結合狀況、空間分布和填充物質等方面外，還要特別注意對其物質組成、厚度、微觀結構、在地下水作用下工程地質性質（潛蝕、軟化）的變化趨勢、受力條件和所處的工程部位，以及它們的力學性質指標等，進行專門的試驗研究，並對其對岩體穩定性的影響作出定量的分析評價，提出工程處理措施。
結構體 岩體受結構面切割而成的塊體或岩塊。隨著結構面的分級，相應地結構體也可分級。視研究問題的不同，所選取的結構體等級是不一的。幾級結構體綜合疊加影響居多。由於不同級別、不同性質、不同產狀以及不同發育程度的結構面的組合，結構體幾何形態、單體大小可迥然不同。岩性的變化，也均關係著岩體的完整性、堅強性，從而決定著岩體的所屬介質類型。
岩體結構類型 按結構面和結構體組合形式，尤其是結構面性狀，可將岩體劃分如下結構類型：①整體塊狀結構，包括整體（斷續）結構、塊狀結構和菱塊狀結構；②層狀結構，包括層狀結構和薄層(板狀)結構；③碎裂結構，包括鑲嵌結構、層狀碎裂結構和碎裂結構；④散體結構，包括塊夾泥結構和泥夾塊結構等。
岩體結構力學效應 結構對岩體力學性能的影響。岩體在力學作用和力學性質上有明顯的結構效應，結構類型不同，力學效應不一。若岩體記憶體在著軟弱結構面，則岩體結構力學效應主要受它控制，而且取決於它的充填度(即充填物在結構面內填充程度)、充填物成分與結構、充填物厚度以及結構面的起伏度（即結構面的起伏程度，常用起伏差即起伏最大值表示）。其中又以充填物厚度、充填度和起伏度最為重要。厚度大小與物質成分有關,一般顆粒越粗厚度越大;反之,顆粒越細,厚度越小。設充填物厚度為h,結構面起伏差為H,定義
為充填度。起伏的結構面內充填物的充填度越大，結構面抗剪強度越低。當充填度大於200％左右時,結構面強度便穩定於一定的水平上；即與軟弱充填物質的強度相當，這種關係稱之為充填度的力學效應。 結構面起伏度用起伏差及起伏角表示。起伏差的力學效應常與充填度相聯繫。起伏角α 為迎著受力方向結構面的仰角，又稱為爬坡角。結構面具有爬坡角為α 的起伏時，其抗剪強度中的摩擦角φa將增加α ，即
φa=φj+α
φj為平直結構面的基本摩擦角。多組四級結構面（如節理）發育的岩體結構類型的力學效應主要取決於結構面密度（單位尺寸上的結構面數）、結構面產狀（結構面出露的空間方位）及結構面組數 3個方面。岩體強度（變形參數也同樣）隨著岩體內含的結構面組數和結構體數增多而降低。結構面對岩體破壞影響有一定的範圍。當結構面傾角大於
或小於α min時，結構面對岩體破壞便沒有影響。當結構面傾角介於和αmin之間時,岩體強度則隨著結構面傾角而變化，在α=30°±時，出現強度最低值。在多組結構面發育的岩體，結構面對岩體力學作用和力學性質的影響，是各組結構面力學效應的疊加。顯然，結構面組數越多，岩體力學性質越均勻化。 整體結構岩體的力學效應規律基本上與節理化岩體相近。以單軸抗壓強度為例，節理化岩體僅相當於岩塊抗壓強度的1/3至1/10,而整體結構岩體的單軸抗壓強度可相當於岩塊的1/2至1/3。
參考書目
谷德振著：《岩體工程地質力學基礎》，科學出版社，北京，1979。
孫廣忠著:《岩體力學基礎》,科學出版社,北京,1983。
