如何描述现场岩体特征?

描述岩体特征

在描述岩体特征时,应采用标准化的地质填图和测井程序。所收集的资料类型将取决于选址、岩石露头的程度以及拟在岩体上或岩体内建造的结构的临界程度。国际岩石力学学会(ISRM)提出的一种方法提供了关于岩体的标准化定量和定性信息。这个和其他的岩体分类系统在ASTM D5878中有描述。为了介绍和解释ISRM方法,我们准备了一些图表和表格,主要是为了提供术语的标准化定义。图1提供了一个岩体和13个参数这些都包含在岩石的详细描述中。这13个参数可分为5类,如

  1. 岩石材料的描述
  2. 不连续的描述
  3. 填入
  4. 岩体描述
  5. 地下水

岩石材料的描述

1.岩石类型

岩石类型是由岩石的起源(即沉积岩、变质岩、火成岩)、颜色(包括以浅色或深色矿物为主)、从结晶、粒状或玻璃状的结构或结构,以及从卵石到粉砂/粘土大小的颗粒的颗粒大小来定义的。

2.墙的力量

不连续面围岩的抗压强度会影响其抗剪强度和变形能力。岩石抗压强度类别和等级从极强(> 250mpa级)不等R6)至极弱(0.25至1 MPa等级R0)(见表1).

表1(岩石材料强度)
年级 描述 字段标识 单轴压缩强度范围(MPa)
R0 极软岩 缩进的缩略图 0.25 - 1.0
R1 非常弱的岩石 用地质锤尖猛烈撞击而成的碎块;能用小刀削皮吗 1.0 - 5.0
R2 软岩 可以用小刀困难地去皮;地质锤尖用力撞击形成的浅凹痕 5.0 - 25
R3 中强烈的摇滚 不能用小刀刮或削;用地质锤一次猛锤即可使试样断裂 25 - 50
R4 强劲的摇滚 试样需要多次地质锤的冲击才能造成断裂 50 - 100
R5 很强的岩石 试样需要多次地质锤的冲击才会断裂 100 - 250
R6 极强的岩石 标本只能用地质锤凿开 > 250

3.风化

风化作用下岩石强度的降低会降低不连续面的抗剪强度,同时完好岩石强度的降低也会降低岩体的抗剪强度。对风化类型和风化等级进行了总结表2

表2(风化等级)
术语 描述 年级
新鲜的 无明显岩石风化迹象;在主要的不连续表面上可能有轻微的变色
略有风化 变色表明岩石材料和不连续表面的风化作用。所有的岩石材料可能会因风化而变色,外部表面可能比其新鲜状态稍弱。 2
中等风化 不到一半的岩石物质被分解和/或分解成土壤。新鲜或变色的岩石要么是不连续的框架,要么是核心石。 3
高度风化 一半以上的岩石物质被分解和/或分解成土壤。新鲜或变色的岩石要么是不连续的框架,要么是核心石。 4
完全风化 所有的岩石物质都被分解和/或分解成土壤。原来的质量结构在很大程度上仍然完好无损。 V
残积土 所有岩石材料都转化为土壤。整体结构和材料结构被破坏,但表面结构保持完整。在体积上可能有很大的变化,但土壤没有被显著地搬运。 6

不连续的描述

4.不连续类型

不连续类型从有限长度的光滑张拉节理到数厘米长的泥凿、数公里长的断层。不连续类型包括断层、层理、叶理、节理、解理和片理。

5.不连续面取向

不连续面的方向表示为地表的倾角和倾角方向。或者,不连续可以用走向和倾斜来表示。不连续面的倾角是平面与水平面的最大夹角(夹角)ψ图1),倾角方向为倾角线水平迹线的方向,从北向顺时针测量(角度)α图1).

图1-描述岩体特征的13个参数图
图1-描述岩体特征的13个参数图

6.粗糙度

应在野外测量长度至少为2米的裸露表面的粗糙度。粗糙度的程度可以量化关节粗糙度系数(JRC)如下所述。壁面粗糙度是抗剪强度的一个重要组成部分,特别是在未位移和互锁的情况下(如未填充接缝)。

图2 JRC值范围
图2 JRC值范围

断口表面的粗糙度由节理粗糙度系数联合研究中心。Barton对大量自然不连续面进行了直剪试验,计算了不同剪切试验试件表面粗糙度对应的JRC值。通过这些测试,制备了一组具有指定JRC值的典型粗糙度轮廓(图2).通过将断裂表面与这些标准剖面进行比较,可以评估JRC值。

7.孔径

孔洞是一个开放的不连续性的相邻岩壁之间的垂直距离(从而将其与一个填充的不连续性的宽度区分开来),其中的空间是空气或水。孔径的类别范围从海绵状(> 1米)到非常紧(< 0.1毫米)。

填入

8.填充类型和宽度

填充物是一个术语,指的是将相邻的不连续壁分隔开的材料,如断层泥;相邻岩壁之间的垂直距离称为填充面的宽度。填充不连续面可以表现出广泛的行为,因此它们对抗剪强度和变形能力的影响可以变化很大。

岩体描述

9.间距不连续

可以在岩层和岩心中绘制间距图;间距类别范围从极宽(> 6000毫米)到非常窄(< 6毫米)。单个不连续面间距对岩体的渗透性和渗流特性有很强的影响。

10.持久性

持久性是对连续长度或不连续区域的度量;持久性类别从非常高(> 20米)到非常低(< 1米)。这个参数用于定义块的大小和潜在滑动面的长度。在评价边坡顶部后张拉裂缝发展时,持久性是重要的。

11.数量的集

交错的不连续性集合的数量将影响岩体在不破坏完整岩石的情况下变形的程度。随着集合数量的增加和块大小的减少,块在施加载荷下旋转、平移和粉碎的可能性就越大。

12.块大小和形状

块的大小和形状由不连续间距、持久性和集的数量决定。块形状包括块状、表格状、破碎状和柱状,而块大小范围从非常大(> 8 m3)到非常小(< 0.0002 m3)。

地下水

13.渗流

应提供从不连续面渗出的观测资料。未填充不连续面中的渗流量从非常紧密和干燥到连续流动。填充不连续面中渗透量的范围从干燥的重胶结充填物到完全冲刷的充填材料,并经历非常高的水压力。新利客户

例子

例如描述一

使用表36中描述的术语和图93中的第一类,典型的岩石材料描述如下(wylie, 1999):

微风化,结晶,灰色,细颗粒,中强玄武岩

例子描述2

使用表36和图93中其余四个类别来描述岩体的例子如下:

柱状节理玄武岩具有垂直柱和一组水平节理,垂直节理间距很宽,水平节理间距宽,节理长度垂直为3 ~ 5m,水平为0.5 ~ 1m;不连续的填充物是宽度为2 - 5毫米的非常软的粘土。垂直柱状节理为光滑节理,水平节理为粗糙节理。没有渗流观测。

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