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结构面几何性质

/geometrical properties of discontinuity/
最后更新 2024-12-05
浏览 85
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岩体中分割固相组分的地质界面的几何性质。

英文名称
geometrical properties of discontinuity
所属学科
土木工程

岩体结构面实质为空间有厚度但很薄(相对岩体几何尺寸)的结构体,作为力学对象处理时,简化为几何面,因此采用几何面的空间特性来描述结构面几何特性。它反映了结构面外貌的几何性质。主要由以下要素组成。

产状。结构面在空间的分布状态,由走向、倾向和倾角三要素来表示,如图1、图2所示。其中,走向是指结构面与水平面相交的交线方向;倾向是与走向垂直的方向,它是结构面上倾斜线最陡的方向;倾角是指水平面与结构面之间所夹的最大角度。由于走向可根据倾向来加以推算,故一般只用倾向、倾角来表示。

图1 结构面的产状示意图图1 结构面的产状示意图

图2 罗盘测量结构面产状示意图图2 罗盘测量结构面产状示意图

连续性。结构面的连续性又称为结构面的延展性或贯通性,反映了结构面的贯通程度,它是根据现场结构面沿着结构面走向和倾斜方向而测量的尺寸,研究结构面的连续性对岩体的变形特性、破坏机理及渗透程度等都有十分重要的意义。

张开度。结构面两壁面间的垂直距离。结构面两壁面一般不是紧密接触的,而是呈点接触或局部接触,接触点大部分位于起伏或锯齿状的凸起点。实际岩体中结构面的张开度是不一样的,其分类描述见表。

岩体结构面的张开度

描述

结构面张开度/mm

状态

很紧密

紧密

部分张开

<0.1

0.1~0.25

0.25~0.5

闭合结构面

张开

中等宽的

宽的

0.5~2.5

2.5~10

>10

裂开结构面

很宽的

极宽的

似洞穴的

10~100

100~1000

>1000

张开结构面

形态。通常用结构面侧壁的粗糙度和起伏度来描述。粗糙度是指结构面表面的粗糙程度,平滑的结构面较粗糙的结构面有较低的摩擦角。起伏度表征了岩体沿着结构面滑移时爬坡或顺坡的能力,起伏度包括两个要素,幅度及长度,如图3所示,幅度是指相邻两波峰连线与其下波槽的最大距离a,长度是指两相邻波峰之距离l。当幅度越大,长度越小时,表明结构面表面起伏越剧烈。

图3 结构面的起伏示意图图3 结构面的起伏示意图

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