含软弱夹层的岩层地区如何布置工程建筑,可能存在的工程地质问题有哪些
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含软弱夹层的岩层地区如何布置工程建筑,可能存在的工程地质问题有哪些
(1) 褶皱核部岩层由于受水平挤压作用,产生许多裂隙,直接影响到的完整性和强度,在石灰岩地区还往往岩溶较为发育。所以在核部布置各种建筑工程,如厂房,路桥,堤坝,必须注意岩层的坍落,漏水及涌水问题
(2) 在褶皱翼部布置工程时,如果开挖坡的走向近于平行岩层走向,且边坡倾向于岩层
倾向一致,边坡角大于岩层倾角,则容易造成顺层滑动现象
(3) 对于隧道等埋藏**工程,一般布置在褶皱的翼部。因为隧道通过均一岩层有利稳
定,而背斜顶部岩层受张力作用可能坍落,向斜核部则是储水较丰富的地方。
岩体变形与破坏机制
围岩稳定性研究对象是岩体,因此,首先要对岩体的基本力学属性特点有正确的认识。早期的岩体力学把岩体视为一种材料,看成连续介质,应用材料力学理论研究的是岩体的力学性质。类似于其他工程材料,岩体力学性质研究主要是测量**块体的强度、变形性质参数等指标,忽略了岩体中赋存的节理裂隙等不连续面的作用。到20世纪60年代末70年代初,人们才开始认识到岩体的裂隙性,认识到岩体内存在着大量的各种尺度的裂隙,这些裂隙对岩体性质有极大影响。在此方面萨茨堡学派做了大量的研究工作,缪勒(L.Muller)等在《**力学》文集中提出了此方面的研究方向、方法和基本课题。1974年,L.Broili对岩体的力学属性进行了归纳,主要观点是强调岩体的结构控制效应,如:他认为岩体结构对岩体力学性质的影响大于**材料,岩体的强度、变形和应力分布取决于岩体结构特征[17]。谷德振教授在《岩体工程地质力学基础》中对岩体结构类型进行了划分,并总结了岩体结构特征。孙广忠教授在其专著《岩体力学基础》和《岩体结构力学》中系统地提出了岩体结构控制论的观点,认为岩体结构控制着岩体的变形机制、破坏机制和力学性质,提出了岩体结构力学的5个基本观点[18,19]:

(1)岩体是经过变形、遭受过破坏、有一定的**成分组成、具有一定的结构和赋存于一定的地质环境中的地质体。岩体力学是研究环境应力改变时岩体再变形和再破坏的科学。
(2)岩体在结构面控制下形成自己独特的不连续结构。岩体结构控制岩体变形、破坏及其力学性质。岩体结构控制作用远远大于**材料的作用。
(3)“岩体结构控制论”是岩体力学基础理论,“岩体结构力学效应”是岩体力学的力学基础,岩体结构分析方法是岩体力学研究的基本方法。
(4)岩体赋存于一定的地质环境中。岩体赋存环境条件可改变岩体结构力学效应和岩体力学性能。
(5)在岩体结构、**及环境应力条件控制下,岩体具有多种力学介质和力学模型,岩体力学是由多种力学介质和多种力学模型构成的力学体系。
孙广忠将岩体结构类型划分为完整结构、碎裂结构、板裂结构、块裂结构和散体结构,板裂结构在许多文献中称为层状结构。
岩体结构控制论分为两个层次,如下框图所示(孙广忠)。
基于岩体结构分析的煤巷锚杆支护技术
第一个层次是岩体结构对岩体变形、岩体破坏、岩体力学性质规律的控制作用,这是岩体力学的基本规律,也是研究**工程围岩稳定性必须掌握的核心规律,是出发点;第二个层次是应用,是以岩体结构控制论研究岩体力学试验方法、进行岩体力学分析、指导岩体改造和岩体工程设计。
1.2.1.1 岩体变形
虎克定律可以描述处于弹性变形阶段的连续材料(介质)变形规律,而岩体内含有大量的结构面,岩体变形是岩体材料变形与岩体结构变形共同组成的,这与一般材料有着本质上的区别,因此虎克定律一般不适用于描述岩体的变形规律。孙广忠归纳出各种结构岩体变形构成如表1.1所示。
表1.1 各种结构岩体变形成分
岩体材料变形由**材料变形和坚硬结构面材料变形构成。**材料变形即是**块体(结构体)的变形,分为两种:一是弹性变形,可以用虎克定律来描述变形规律;二是黏性变形,可用黏性变形定律描述。坚硬结构面材料变形分为闭合变形和错动变形,在垂直结构面压力作用下形成闭合变形,在剪力作用下形成错动变形。
岩体结构变形是岩体变形的主要组成部分,是结构**置的移动和行状的改变,是一种大变形,要用结构力学理论来研究。工程中常见的结构变形为4种:第一种是软弱结构面的滑移变形,它是在剪力作用下形成的;第二种是软弱夹层的挤出,在**工程开挖中常遇到,施工人员称之为吐舌头,是软弱夹层在压力作用下的塑性流动现象;第三种是结构体的滚动,在剪力作用下,结构体产生转动,竖向变形首先表现为升起,然后再下降;第四种是层状结构体弯曲变形,是层状结构体在轴向力作用下形成的弯曲变形。
岩体变形包含材料变形和结构变形,但主要是结构变形,因此,在**工程围岩变形分析中只计算材料变形是远远不够的。这正是一般的计算方法所得结果与实际变形差距很大的原因。
1.2.1.2 岩体破坏机制
孙广忠将岩体破坏定义为岩体结构改组、结构联结丧失,如碎裂结构岩体在环境应力改变时失去平衡,碎裂结构转变为散体结构,这是岩体结构的改组,再如完整结构岩体在应力作用下被压碎了,形成碎裂结构或者散体结构,原来的联结丧失了,这些都是岩体破坏。这个定义是岩体结构控制岩体破坏机制的具体诠释。对各类结构岩体的破坏机制归纳为表1.2所示。
表1.2 岩体破坏机制
由表1.2可见,完整结构岩体破坏机制分为两种,一种是张破裂,一种是剪破裂。如果**是坚硬脆性的,在拉应变作用下形成张破裂,破裂面与第一主应力方向一致。如果**比较软弱,在压应力作用下某斜截面的剪应力超过截面抗剪强度形成剪切破坏。碎裂结构岩体破坏机制较为复杂,结构体张破裂和结构体剪破坏属于材料破坏,其余4种破坏形式是结构破坏。表中列举的层状结构岩体3种破坏形式是结构破坏,倾倒破坏出现于顺层边坡中,在**工程中常见的是溃屈破坏和弯折破坏。块裂结构岩体的破坏是结构体沿软弱结构面的滑动,滑落的结构体在衬砌上形成松动地压。在剪应力作用下,细碎屑散体结构岩体的破坏属于剪破坏,粗碎屑散体结构则以块体错动为主。
一、什么是工程地质条件,包括哪些方面?
工程地质条件是指对工程建筑有影响的各种地质因素的总称。主要包括地形地貌、地层岩性、地质构造、地震、水文地质、天然建筑材料以及岩溶、滑坡、崩坍、砂土液化、地基变形等**物理地质现象。
工程地质条件即工程活动的地质环境,可理解为工程建筑物所在地区地质环境各项因素的综合。一般认为它包括岩土(**和土)的类型及其工程性质、地质构造、地形地貌、水文地质条件、地表地质作用和天然建筑材料等。
岩土的类型及其工程性质
这是最基本的工程地质因素,包括它们的成因、时代、岩性、产状、成岩作用特点、变质程度、风化特征、软弱夹层和接触带以及物理力学性质等。
地质构造
地质构造是工程地质工作研究的基本对象,包括褶皱、断层、节理构造的分布和特征。地质构造,特别是形成时代新、规模大的优势断裂,对地震等灾害具有控制作用,因而对建筑物的安全稳定、沉降变形等具有重要意义。
水文地质条件
这是重要的工程地质因素,**水是降低岩、土体稳定性的重要因素,又在某些情况下对建筑物的某些部位(如基础)发生侵蚀作用,影响建筑物的安全。它包括**水的成因、埋藏、分布、动态和水质等。
地表地质作用
是现代地表地质作用的反映,与建筑区地形、气候、岩性、构造、**水和地表水作用密切相关,主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、风沙移动、河流冲刷与沉积等等,对评价建筑物的稳定性和预测工程地质条件的变化意义重大。
地形地貌
地形是指地表高低起伏状况、山坡陡缓程度与沟谷宽窄及形态特征等,地貌则说明地形形成的原因、过程和时代。平原区、丘陵区和山岳地区的地形起伏、土层厚薄和基岩出露情况、**水埋藏特征和地表地质作用现象都具有不同的特征,这些因素都直接影响到建筑场地和线路的选择。
天然建筑材料
工程中常用的天然建筑材料主要有:粘性土料、砂性土、砂卵砾石料、碎石、块石石料等,在大型土木及水利工程中,天然建筑材料的量、质及开采运输条件等,直接关系到场址选择、工程造价、工期长短等,因此,它也是工程地质条件评价的重要内容,有时甚至可以成为选择工程建筑物类型的决定性因素。
扩展资料:
这些主要工程地质条件又分为场地地质和地基两个方面。在不同勘察阶段,对这两个方面的侧重应有所不同,但不能偏废,如在选址和初步勘察阶段,勘察工作侧重在场地地质,同时也对地基进行一定的研究。在详勘阶段则多侧重地基问题,但也要对场地地质作必要的调查研究工作。
自然条件是因地而异的,建筑物类型和性质也各不相同,因而在不同的情况下作为重点研究对象的工程地质条件也是因地因工程而异,如在山区建筑,与场地稳定性有密切关系的地质现象(地层褶皱、断裂、滑坡、岩溶等)往往是重要的地质条件;
对**建筑来说,地质构造对建筑物的稳定性有很大影响,而**产状、断层、节理和破碎带的性质与分布等是重要的地质条件。
工程地质条件的好坏是对建筑地区,场址选择,建筑总平面布置,以及主要建筑物地基基础工程的设计与施工都有密切关系和影响,必须在工程建筑设计前将该地区的工程地质条件预先查明。
参考资料来源:百度百科-工程地质条件
求助《**物理力学性质试验规程》
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边坡岩体变形破坏机制及方式
由于岩体是一种复杂的地质体,具有非均质、不连续、各向异性特点,因而其变形破坏不尽相同。具有不同结构、不同岩性及物理力学性质的岩体,在不同因素的影响下,其变形破坏机制也各不相同。岩体的变形、破坏又受岩体结构特征控制,因而,在分析其机制时,应以岩体结构特征为主导,结合具体影响因素,做出具体分析。
1.变形破坏机制
边坡岩体变形破坏机制主要包括:A.变形机制:岩体变形由**材料变形和岩体结构变形组成,亦即由结构体变形与结构面变形组成。结构面变形常居主要地位,包括压缩闭合、拉伸、剪切错动、黏性流动等几种形式;结构体变形表现为拉压变形、弯曲变形、剪切变形等几种机制。B.破坏机制:即岩体结构的改组和结构连接的丧失现象。对不同的岩性、影响因素及岩体结构而言,可总结为7种破坏机制:(1)张破裂;(2)剪切破坏;(3)结构体沿软弱面滑动;(4)结构体滚动;(5)倾倒破坏;(6)溃曲破坏;(7)弯折破坏。
2.边坡岩体变形破坏方式
边坡岩体变形破坏方式是边坡稳定性分析的基础,因而国内外许多地质工作者对之进行了详细的研究,归纳起来主要有以下两种:(1)在考虑地质环境、滑体运动方式及滑体形态的基础上,将滑坡分为9大类:楔体滑动、圆弧滑动、顺层面滑动、倾倒变形、溃曲破坏、复合形态滑面滑动、开裂变形、堆积层滑动、崩塌碎屑流。(2)在总结露天矿边坡的基础上,综合考虑了边坡的几何形状、边坡结构、坡体物质、水压力、时间及人为因素的影响,归纳出边坡破坏的6种类型:双线型平面破坏、犁式破坏、溃曲破坏、追踪破坏(step-path failure)、平面破坏、弃旧工程破坏。
按成因分类有哪些地震类型
地震的形成及类型
岩性地层的控制作用
(一)绿岩带及金矿化的岩性组合
一般认为,绿岩带中金的矿化作用与某些特定的岩性有关。但是在世界绿岩带金矿最丰富的加拿大苏必利尔构造区的绿岩带里,所有类型**均有金矿化(A.C.卡尔文等,1988)。众所周知,绿岩带的岩性组合在世界范围内都具有相当的一致性。但是具体到各种岩性在绿岩带中的比例则各个绿岩带间又有着明显的差别,即使是同一绿岩地体中,不同部位的岩性组成也是不同的。因而要查明岩性或地层对金矿的控制问题,通常是通过对整个绿岩带、成矿区和矿床(或矿体)各种岩性相对分布进行统计对比来确定。这种统计是不可能精确的,但仍可提供大量的信息。我们通过对五台山-恒山整个绿岩区,五台山西部以及西部几个矿床(点)各类岩性相对比例进行概略地统计,得出了如表3-3所示的对照统计结果,同时也显示在图3-9中。
表3-3 三种情况下各类岩性的相对比例(%)
①矿床是根据狐狸山、小板峪、代银掌、康家沟、东腰庄等矿床(点)综合估算。
图3-9 绿岩岩性在3种情况下的相对比例图
从图表中可以看出,金矿的产出的确与一定的岩性有亲缘关系。在五台山西部地区和金矿区,主要分布的**为变质镁铁质火山岩及侵入体,化学沉积岩(包括BIF)和蚀变岩。相对地讲,超镁铁质岩、大型或小型长英质侵入体均不十分重要。因此,虽然整个五台山-恒山绿岩带的岩性分布特征与典型的太古宙绿岩带(如加拿大、澳大利亚等)差不多,但在矿田和矿区的岩性组成方面却有明显的差异,表明其成矿条件不尽相同。
(二)岩性地层的控制作用
岩性地层的控制作用是多方面的和长期性的,这是五台山-恒山绿岩带金矿的重要特征。
1.提供金矿化的源岩或矿源层
一般认为,源岩的标志除了金的平均丰度值高以外,更重要的是这种金易被活化,在成矿过程中有效利用率高,所以金的矿物学位置是关键,可用**中黄铁矿的含量、黄铁矿的物理性质、**中含金量的离散度等来衡量。根据这些标志,五台山绿岩带中金矿化的源岩主要是浅变质的磁铁石英岩、铁的碳酸盐岩,其次是超镁铁质岩、绿泥片岩、绢英片岩和变粒岩等。由它们组合而成的岩性地层单位是柏枝岩组/文溪组、鸿门岩组。
2.不同岩性地层往往控制不同类型金矿床
五台山绿岩带中同构造晚期初生型金矿床主要赋存在金刚库组、柏枝岩组/文溪组和鸿门岩组的一定层位中。铁建造金矿床产于柏枝岩组/文溪组含铁岩系,主要分布在下部铁建造层,上部铁建造层没有发现金矿化。下部铁建造层一般为薄层、多层,单层厚在1m以下,有的只有几厘米,薄层铁建造与薄层**呈互层,形成明显的韵律结构。金矿主要赋存在铁建造中,与铁建造共生的围岩含金很少。如柏枝岩金矿床,铁建造含金量约占含金总量的84.2%,围岩含金量只占15.8%,而且高含量样品都在铁建造中。含金铁建造含硅酸盐和碳酸盐矿物较多,硫化物含量也相对多一些,有时出现硫化物条纹。在化学成分上,与不含金铁建造相比,含金铁建造相对富Al2O3、CaO、MgO和S,而贫Fe和Si。对于前寒武纪铁建造来说,含金铁建造显示沉积分异程度偏低,与其形成于盆地水下火山口附近领域有关。变质火山-沉积岩系金矿床产在金刚库组下部含铁岩系和鸿门岩组下部变质火山岩段。前者主要容矿**为黑云角闪变粒岩和绢云石英片岩,后者主要为绢云钠长片岩,原岩主要为中基性-中酸性火山岩。上述资料表明,绿岩带初生型金矿床在绿岩层序中分布比较广,从金刚库组到鸿门岩组的其中3个层位中产有不同类型初生型金矿床,无疑与绿岩一定层位起着潜在的矿源作用有关。这些含金层位普遍含有硫化物——黄铁矿,其含量从微量到10%,**中金的含量相应从0.4×10-9到150×10-9,黄铁矿成为绿岩中金的主要载体。金为易活化金。在变质变形过程中,金活化迁移,在有利化学环境和构造部位**,形成早期加富,甚至形成层控型和脉型矿体。所以,绿岩带的一定岩性地层是金成矿的物质基础,从多方面制约成矿过程。
3.沉积相的控制作用
铁建造沉积相对铁建造金矿具有明显的控制作用。铁建造沉积相是变价元素铁受沉积环境化学势态控制的产物,依含铁矿物成分分为硫化物相、碳酸盐相、硅酸盐相和**物相(詹姆斯,H.L,1980),反映了铁建造中铁的赋存状态与沉积环境之间的关系。相与相之间无截然界线,常是过渡的。与铁建造有关的金矿床多与含硫化物的碳酸盐或硅酸盐铁建造关系密切,如柏枝岩金矿床产于富含硅酸盐的铁建造,而康家沟、小板峪和殿头金矿床则产在富含碳酸盐的铁建造中,纯**物铁建造对金矿形成不利。
4.制约成矿作用的过程
矿质的溶出、迁移、沉淀等物理化学作用,虽导源于岩浆侵入、区域变质、构造变形等地质因素,但最终都反映在一定的**类型上,因此必然受一定的岩性制约。具体地说,镁铁质-长英质火山岩、超镁铁质岩、BIF、碎屑沉积岩等,在变质变形作用下,金容易在变质热液活动过程中被迁移,并在适宜的构造扩容带中沉淀**,因而形成早期变质成因的层控型金矿。花岗质**在同样的作用下则不具备这些有利条件,但在其后的构造-岩浆作用过程中,可以产生不同系列的剪切带(主要是脆性的),为后生成矿溶液提供迁移通道和就位场所,因此常形成晚期石英脉型金矿床。这种关系已为花岗岩-绿岩带中金矿化的时空分布特征所证明。
**地基与土质地基指的是什么
这是在计算承载力时经常用到的。因为**地基承载力大,土质地基承载力比较小。在判断承载力大小时,通过地质勘探,确定**顶面标高,以此来判断设计基础到达什么层面,设计承载力够不够。