岩体在形成过程中,长期经受着建造和改造两大地质作用,生成了各种不同类型的结构面,受其影响,岩体往往表现出明显的不连续、非均质和各向异性,具有一定的结构是岩体的显著特性之一,它决定了岩体的工程特性及其在外力作用下的变形破坏机理。
非均质性。岩体可以由一种或多种岩石组成,而且后者居多。对于由多种岩石组成的岩体,由于在自然条件下组成岩石的物质成分、组织结构及其组合状况经常变化,所以一般认为岩体是非均质的。只有在少数情况下,在某些局部范围内,如果不存在软硬悬殊的夹层,岩石的物理力学性质基本一致,才可近似看作是均质体。
各向异性。是指物体的全部或部分物理力学特性随方向不同而表现出一定差异的性质。岩体的许多物理力学性质都随加载或测试方向不同而有显著差别。岩体的各向异性也和非均质性类似,不仅由于物质成分、结构致密程度不同而不同,而且也受各种结构面的影响。因结构面方位不同,数量不等,规模不一,性质各异,结构面会造成岩体具有各向异性。所以,岩体中组成岩石的成层条件及其分布规律,结构面特性及其发育状况等都会导致岩体具有各向异性。
非连续性。由于岩体受各种结构面的切割,岩体通常属于非连续体。随着被切割的岩块大小、形态和性质的不同,以及岩块排列和相互接触状态的差异,其不连续程度都会有所不同。在研究工程问题时,尤其是进行岩体稳定性分析时,往往根据岩体的不同结构类型把岩体分别看作是非连续体、似连续体或连续体。例如,受结构面影响明显的层状、块状结构岩体和碎裂结构岩体可视为非连续体;结构发育密集的碎裂结构及结构面不规则密集分布的散体结构岩体可看成似连续体;而只有那些整体结构岩体和部分块状、中厚层状结构的岩体才可看作连续体。
岩体的基本性质研究对于岩体力学在岩体工程上的应用是非常重要的,在许多重大工程中也有更加凸显的重要性。因为地下洞室围岩、岩基和岩坡等,其稳定性和安全性都与整个工程建设息息相关。过去由于岩体不稳定而失事的例子实属不少,如著名的法国马尔帕塞(Malpasset)拱坝于1956年12月2日坝基岩体位移导致整个拱坝倒塌;意大利瓦伊昂(Vajont)水库于1963年10月9日岩坡滑动,在1分钟内约有2.5×108米3的岩石崩入水库内,顿时造成高达150~250米的水浪,致使下游城镇遭到毁灭性的破坏。在中国的基础建设历史上也曾发生过许多岩体工程相关事件,包括洞室围岩崩塌、矿山地表沉陷和开裂以及房屋岩基的失稳等。因此,为了选择相对优良的工程场址,防止重大岩体工程事故,保证顺利施工,就必须对建筑场地的岩体性质进行系统和全面的试验和理论分析研究,预测岩体的强度、变形和稳定性,从而为工程设计提供可靠的数据,确保工程的顺利进行。