用动弹性模量换算静弹性模量KU与j的关系岩体完整系数 KU换算系数 j1-0.91-0.750.9-0.80.75-0.450.8-0.70.45-0.250.47-0.650.25-0.2〈0.650.2-0.1常 见 岩 石 抗 拉 强 度岩石名称 抗拉强度 (公斤/厘米2) 岩石名称 抗拉强度 (公斤/厘米2) 花岗岩 20~100 致密石灰岩 32~50 辉绿岩 220~320 石 灰 岩 5~15 玄武岩 77 大 理 岩 50~90 砂 岩 20~55 40~60 片 岩 平行片理 45~80 斜交片理 12~28 砂质页岩 30~40 32~35 垂直片理 5~6 页 岩 13 20~30 岩石承载力标准值fk(kPa)岩石强风化中等风化微风化硬质岩石500-10001500-2500≥4000软质岩石200-500700-12001500-2000岩体渗透性分级渗透性等级标准岩体特征渗透系数(cm/s)透水率q(Lu)极微透水0-10-60-0.1含张开度<0.025mm裂隙的岩体微透水10-6-10-50.1-1含张开度0.025-0.05mm裂隙弱透水10-5-10-41-10含张开度0.05-0.1mm裂隙中等透水10-4-10-210-100含张开度0.1-0.5mm裂隙强透水10-2-1≥100含张开度0. 5-2.5mm裂隙极强透水≥1含张开度>2.5mm裂隙或连通孔洞岩石质量指标(RQD) 根据占孔取得的大于10CM的岩芯断块长度LP与岩芯进尺总长度LS之比 RQD(%)=LP/LS×100% 0—25 非常不好 25—50 不好 50—75 软好 75—90 好 90—100 非常好岩体完整性系数Ku为现场岩体弹性纵波速度与室内风干或烘干岩样(或现场岩块的弹性纵波)速度(m/s)的比值的平方Ku=(Up/Up')2完整性好 Ku>0.9 较 好 Ku 0.75-0.9 中 等 Ku 0.45-0.75 较 坏 Ku 0.2-0.45 坏 Ku <0.2岩体分类为纵横波速比VP/VS VP/VS=1.732 完全弹性介质 VP/VS>2.5 破碎岩体 2.0<VP/VS<2.5 中等岩体岩土热物理指标序号岩土名称天然含水量(%)密 度(Kg/m3)导热系数(W/m·k) 导温系数(㎡/h)比热容(Kj/kg·K)1粉土16.315900.630.001291.11222.919201.260.001581.50326.921301.790.002641.15425.318501.450.001780.59526.019301.610.002221.356粘性土26.319901.410.001641.56719.020001.200.001521.42829.820501.660.001711.71930.121101.630.001971.411027.021701.550.001831.411129.020201.690.001841.641231.421401.850.002231.401320.020901.190.001361.5114细砂22.118001.600.002091.531511.115700.730.001651.02165.513100.640.001761.00178.014200.650.001960.841816.114600.860.002101.0119中砂7.014900.790.002010.9513.815101.060.002550.9920粗砂12.412601.060.002851.0621砾砂8.919501.410.002810.93225.316001.040.002800.8423粗砾砂23.321300.880.002281.392421.922001.750.001881.5225圆砾9.518601.40.003180.882610.518300.940.001980.9327卵石+砂9.818401.620.003580.8928砂岩22501.840.003500.8429石灰岩27003.140.004600.913022501.280.002450.843120001.160.002270.923217000.930.002140.9233大理岩、花岗岩30003.600.005170.843428003.450.004870.9135花岗岩27003.140.004600.9136石灰质凝灰岩13000.520.001570.9237灰质页岩17000.830.001661.02各类岩石的动弹模(Ed)和泊桑比(µ)岩 性 动弹性模量(Ed) (104公斤/厘米2)泊桑比(µ) 岩 浆 岩 花岗岩新鲜及微风化33.0~65.0 0.20~0.33 半风化7.0~21.8 0.18~0.33 全风化1.0~11.0 0.35~0.40 石英闪长岩 新鲜55.0~88.0 0.28~0.33 微风化38.0~64.0 0.24~0.28 半风化4.5~11.00.23~0.33流纹斑新鲜平行4.4~23.2 新鲜垂直3.48~4.02 0.25~0.26 玢岩新鲜34.7~39.7 0.28~0.29 半风化3.5~20.0 0.24~0.40 全风化2.4 0.39 安山岩 新鲜12.3~19.1 0.28~0.33 半风化3.6~9.7 0.26~0.44 玄武岩 新鲜34.0~38.0 0.25~0.30 半风化6.1~7.6 0.27~0.3 全风化2.6 0.27 沉 积 岩 砂岩 20.6~44.0 0.18~0.28 新鲜20.6~44.0 0.18~0.28 半风化,全风化1.1~4.5 0.27~0.36 砂岩 裂隙发育12.5~]9.5 0.26~0.40 粘土岩 9.08~36.9 0.15~0.37 页 岩 0.81~71.4 0.17~0.36 砂质页岩裂隙发育,岩体破碎0 .51~ 2.50 0.24~0.45 炭质页岩 3.2~15.00.38~0.43石灰岩 新鲜,微风化25.8~54.8 0.20~0.39 半风化9.0~28.0 0.21~0.41 全风化1 .48~7.20 0.2l~0.35 硅质灰岩 新鲜,微风化24.8~64.8 0.18~0.33 半风化3.8~22.8 0.21~0.38 全风化1.0~l.76 0.31~0.46 泥质灰岩 新鲜,微风化28.0~52.5 0.18~0.39 半风化13.1~24.8 0.22~0.37 全风化7.2 0.29 白云质灰岩 新鲜,微风化35.9~64.0 0.21~0.34 半风化15.5~7.8 0.18~0.38 全风化9.30.37变 质 岩 片麻岩 新鲜,微风化22.0~35.4 0.21~0.25 片理发育11.5~15.0 0.33 全风化0 .30~0.85 0.46 花岗片麻岩 8 .0~18.0 0.30~0.40 花岗片麻岩 风化、结构松散0.60~5.10 0.23~0.36 角闪片麻岩 2.0~30.0 0.20~0.30 角闪石英片麻岩 34.4~43.4 0.22~0.24 云母片麻岩 新鲜、微风化84 .6~23.8 0.40 半风化1 .48~2.33 0.43 全风化0.04~l.10 0.46~0.47 板 岩 12.6~13.2 0.27~0.33 硅质板岩 37~97 0.25~0.36 泥质板岩 5 .0~5.5 0.25~0.29 角闪片岩 新鲜、致密、坚硬45.0~65.0 0.18~0.16 角闪片岩 节理发育9.8~11.6 0.29~0.31 石英角闪片岩 中等风化3 .4 0.29 云母石英片岩 新鲜66.0~89.0 0.18~0.25 云母石英片岩 轻微风化45.0~51.0 0.22~0.29 云母石英片岩 中等风化33.0 0.25 石英岩 节理发育18.9~ 23.4 0.21~0.26 千枚状石英岩 微风化17.0 0.22 千枚状石英岩 半风化、节理发育9.0~13.0 0.22~0.30 千枚状石英岩 全风化0.50~0.800.32~0.33大理岩 新鲜、坚硬47.2~66.9 0.28~0.35 大理岩 半风化、节理发育14.4~35.0 0.28~0.35 一些岩石的E静、μ和K0参考值岩石名称弹性模量E (104公斤/厘米2)泊桑比(μ)单位弹性抗力系数K0 (公斤/厘米2)花 岗 岩玄 武 岩安 山 岩片 麻 岩花岗片麻岩石 英岩大 理 岩石 灰 岩泥 灰 岩砂 岩泥质砂岩粘 土 岩砂质页岩 33~6934~106.912.3~l9.111.5~35.45.1~18.018.9~209.047.2~66.925.8~14.713.1~52.512.5~54.31.1~4.50.98~36.919.8~36.00.18~0.330.25~0.330.26~0.440.24~0.330.23~0.400.21~0.260.28~0.350.20~0.390.29~0.380.29~0.300.27~0.360.15~0.370.17~0.365000~1500600~1500450~1000350~600500~600350~500400~600600~1200200~350100~35080~15050~100100~200各类岩体的剪切强度参数表岩体内摩擦角与岩块较接近,而内聚力则大大低于岩块。
说明结构面的存在主要是降低了岩体的连结能力,进而降低其内聚力岩体名称内聚力C(MPa)内摩擦角(φ)褐煤0.014-0.0315-18粘土岩范围 0.002-0.1810-45一般 0.04-0.0915-30泥岩0.0123泥灰岩0.07-0.4420-41石英岩0.01-0.5322-40闪长岩0.2-0.7530-59片麻岩0.35-1.429-68辉长岩0.76-1.3838-41页岩范围 0.03-1.3633-70一般 0.1-0.438-50石灰岩范围 0.02-3.913-65一般 0.1-138-52粉砂岩0.07-1.729-59砂质页岩0.07-0.1842-63砂岩范围 0.04-2.8828-70一般 1-248-60玄武岩0.06-1.436-61花岗岩范围 0.1-4.1630-70一般 0.2-0.545-52大理岩范围 1.54-4.924-60一般 3-449-55石英闪长岩1.0-2.251-61安山岩0.89-2.4553-74正长岩1-362-66围 岩 岩 体 按 弹 性 波 分 类 结构 类型 地质类型 岩体结构 岩体特性 弹性波 洞室稳定评价 VP 动弹模 (104) 整 体 岩性均一坚硬的火成岩体,厚层沉积岩和变质岩体。
构造简单、单斜或平缓褶皱,岩体完整仅发育节理,裂隙一般闭合、无夹泥、断层很少呈柱状、块状、棱形等结构体,相互组合紧密为均一弹性或接近弹性体,岩体强度受节理控制,一般较高发育裂隙地下水,渗流对岩体特性影响很大 4000~5000 >0.8 20~40 岩体稳定性良好,要注意节理组合及分布大洞室一般喷锚支护边坡40°~60°坝基tgф=0.6~0.7 层 状 层状或薄层状沉积岩或变质岩体、软弱岩层或软硬相间的互层状岩体、为单斜或正常褶皱构造 层面及层间错动面发育,相应有反倾向断裂呈板状、片状结构体,互相叠合为各向异性弹塑性体或接近弹性体,岩体强度受层面及层间错动面控制发育裂隙水或层间水,渗流对岩体特性有一定影响3000~4000 0.5~0.2 10~20 岩体稳定性较好,受层面及层闻错动控制,大洞室除一般喷锚外,局部层面需深锚 碎 裂 风化破碎岩体、岩脉穿插破碎岩体,压碎岩带,断裂密集带,迭瓦式或交叉式断裂影响带,挤压褶皱倒转褶皱带等 断裂交叉发育,裂隙张开、充填夹泥,岩石破碎成碎块或板片状,间有夹泥藕合、局部夹有大块或条块状岩石结构体 为不均一弹塑性体,局部夹泥多呈塑性状、岩体强度受夹泥控制、大幅度下降。
发育脉状水、孔隙水渗流对岩体特性影响较大2000~3500 0.3~0.6 2~10 岩体稳定性较差、有夹泥、洞室边开挖边支护或喷锚、或挂网喷锚,局部深锚加固 散 体 剧烈风化破碎岩体,区域性或工程区大断层带、软弱岩层挤压错动带、胶结不良的断层交叉带 岩体极度破碎成碎块,岩粉、碎屑、磷片状,有大量断层泥充填、呈松散堆积或压密 为不均一的散体或塑性、弹塑性体、岩体强度很低、发育脉状水,孔隙水,渗沥下呈塑性,强度大为降低 <2000 <0.4 <2 岩体稳定性很差,注意地下水处理,洞室开挖紧田支护、大洞室要特殊处理 围 岩 按 岩 体 力 学 属 性 分 类 类别 稳定性 岩 体 特 征 稳 定 性 计算方法 I 稳 定 完整、少量节理切割、岩性有火成岩、花岗片麻岩、石英岩、灰岩、硅钙质胶结砂岩 埋深大,应注意岩爆 弹性理论 II 基本稳定 碎裂结构、岩石被裂隙或软弱面切割 可产生掉块 裂隙面c、ф值高时,按弹性 层状碎裂结构,虽有裂隙切割,岩体胶合性好 裂隙面c、ф值低时,不考虑地应力 III 较不稳定 均一、较均一的松散岩石,裂隙切割强烈、形成破碎结构、且地应力较高 有不稳定组合体 塑性状态考虑松动圈 IV 不稳定 松散体及破碎岩块 不 良 散体理论 围岩体按介质力学属性分类力学介质类型 结构面特征 变形及破坏的控制条件 破坏方式 力学分析原理 完 整 体 连续介质 结构面不发育 受岩块力学性能及应力状态控制 微破裂团追踪,随机的 连续介质力学 似连续介质(甲) 结构面呈闭合的,镶嵌的、密度小、分散性大、延展不长、不连续、不夹泥、无控制性软弱结构面 受岩体力学性能及应力状态控制 微观看,受结构面控制,宏观看、为随机的微破裂面追踪 碎裂介质力学(目前一般借用连续介质理论处理) 碎 裂 体 (似连续介质乙) 结构面密度大,连续性差,延展不长,结构体碎小,无控制软弱结构面 受岩体力学性能及应力状态控制 微观看,受结构面控制;宏观看、为随机的微破裂面追踪 碎裂介质力学(目前借用延续介质理论) 散 体 (似连续介质丙) 结构面呈无序次排列,如风化层,构造破碎带 受岩体力学性能及应力状态控制 随机的微破裂面追踪破坏或塑性变形 散体介质力学理论 块 裂 体 (不连续介质) 结构面呈开裂的,延展长,经过多次错动,有的夹层软弱结构面发育,几组结构面组合起来将岩体切割成块体 受软弱结构面控制 块体沿结构面滑移 块裂体力学理论 围岩岩体结构力学指标结构类型 代 结构面间距 (厘米) 抗 压(R) (公斤/厘米2) tgφ 完整性系数 (I) 介质类型 破坏特征 岩体质量系数(z) 地下工程评价 整 体 整体 I1 >100 >690 >0.6 >0.75 连 续 脆 性 2.5~20 埋深大地应力大时产生岩爆 块状 I2 50~100 >300 0.4~0.6 0.75~0.35 连续或不连续 滑移顺结构面 0.3~10 可能导致岩爆 层 状 层状 II1 30~50 >300 0.3~0.5 0.6~0.3 不连续 沿夹层 0.2~5 岩体稳定受软弱夹层控制 薄层状 II2 <30 200~300 0.3 <0.4 不连续 沿结构面 0.08~3 岩体变形受薄层产状控制 碎 裂 镶嵌 III1 <50 >600 0. 4~0.6 <0.35 似连续 镶嵌能力 0.2~2.5 受结构体镶嵌能力控制岩体稳定 层状碎裂 III2 <100 300 0.4 <0.4 不连续 压缩及滑移 0.05~l 具坍,滑,压缩变形条件 碎裂 III3 <50 200~300 0.2~0.4 <0.3 不连续或似连续 塑性变形 0.05~l 可能坍方、滑移、压缩变形 散 体 IV (无意义〕 0.2 <0.2 似连续 变 形 0.002~0.1 各种变形均可发生 边 坡 分 类 表分类方法 分类情况 简 述 成 因 自然边坡 由自然地质剥蚀作用形成 人工边坡 因建设需要人为开挖 岩 性 岩质边坡 由岩石构成,又可按其坚硬程度、岩石成因、风化破碎等细分成各种类型的边坡 土质边坡 由粘性土层构成 碎石、块石类边坡 一般出松散的,粒径大于25厘米的碎石或块石构成 运行时间 永久边坡 又叫长期边坡,即长时间使用的边坡 临时边坡 又叫短期边坡,即在短期内使用的边坡 浸 水 水上边坡 地面水体以上的边坡 水下边坡 地面水体以下的边坡 高 度 高边坡 坡高大于30米 中高边坡 坡高10~30米 低边坡 坡高小于10米 坡 度 陡 坡 边坡大于60度至垂直 中等坡 边坡30~60度 缓 坡 边坡小于30度 倒 坡 指边坡坡度向内倾斜 稳定性 稳定坡 边坡不会发生明显的变形 稳定稍差坡 边坡目前处于基本稳定状态,但近期可能发生不同规模的坍滑 不稳定坡 边界条件不利,边坡已处于不稳定状态,必须进行处理才能达到稳定 失稳坡 己产生变形迹象,发生了不同规模的坍滑现象 各 类 滑 坡 分 类 法 分类依据 类 型 特 征 受力状态 牵引式 沿滑动方向有多级滑坡,前部临空自行下滑,后部失去支撑下滑,前级大,向后逐次变小 推动式 沿滑动方向有多级滑坡,后级体积大先滑,推动前级滑动 滑体稠度 塑 流 岩土已达饱和流动状态,滑体与滑带界面不清 塑 性 岩土的稠度达塑状 块 体 岩土呈硬塑或半坚硬状态,滑后只有断裂,很少塑性变形,滑体与滑界面清楚 滑面部位 定 向 沿结构面滑动 无 向 滑面位置随外形及水浸湿的变化而不同,沿最大剪应力面发生,无明显软弱带 滑动性质 流 动 粘土类岩土遇水软化,干时稳定 挤 出 粘土类岩土在高压下受挤产生蠕动 按滑面性质 旋 转 圆弧形滑面、滑体沿弧面旋转,表层受挤、裂缝多 构造(面) 沿结构面缓倾角软弱带,有临空面配合和水的活动,滑体刚度较大 错落转化 不稳定体变形应力调整,导致错落、强度降低、转化成滑坡,有水作用滑面顺坡向 表层成层 基岩面以上滑动滑床与古地形有关,多在雨季活动 按滑带特点 顺 层 沿软弱层滑动、滑体刚度大、呈块状滑动 潜 蚀 滑带土潜蚀、溶蚀掏空、先形成塌陷,水被堵,水压增大后突然下滑 悬 浮 砂土压实时水不能排出,造成突然滑动 液化溃爬 人工填筑土压过大,孔隙饱水,土粒细,受振动而液化 特殊岩性 融 冻 太 沿冻结顶面下滑、下部来水补给,另一种冻结层融化造成表层土下滑 裂隙粘土 具胀缩性、干时裂缝、雨季浸水后,具膨胀和软化作用,强度丧失、易造成滑坡 灵敏粘土 灵敏度4—8的粘土,瞬时丧失强度,发展快,又称干滑坡 火成岩,变质岩风化壳 风化带领向临空面产生沿风化带发育的滑坡 按性质 连 续 性 长期缓慢滑动,滑带土强度稳定,接近残余强度,滑面平直 断 续 性 雨季滑动,干季稳定,或多年活动一次,复活型,滑动一次后,能量再次积聚 崩 塌 性 滑体脱离滑床,历时短,事先有一个形成滑面过程 按滑坡平 面形态 圈椅形(冰斗形) 外貌似圈椅,长宽相近,均质堆积体内 横长形(正面形) 宽大于长,后缘曲度平缓,前缓有土挤出,侧向阻力大,下伏软层 纵长形(冰川形) 长大于宽,厚度小,滑面陡倾或富水 葫 芦 形 前缘滑动后引起后缘扩大发展,地下水向滑动中心流动 勺 形 后部及中部埋藏软弱层,坡脚为冲洪积 椭 圆 形 常在冲沟沟头,岩土向沟心流动,后缘及两侧滑坚塌落 角 形 两组结构面成V形,沿结构面错落转化成滑坡 综 合 形 滑坡扩大成不规则形,周围呈锯齿形,几个滑坡常合并而成 。