1、根據（巖土工程勘察規范GB50021- 2001第1.0.3 ）規定： 各項工程建設在設計和施工之前，必須按基本各項工程建設在設計和施工之前，必須按基本建設程序進行巖土工程勘察。建設程序進行巖土工程勘察。巖土工程勘察應按工程建設各勘察階段的要求，正確反映工程地質條件，查明不良地質作用和地質災害，精心勘察、精心分析，提出資料完整、評價正確的勘察報告。 緒論緒論巖土工程勘察巖土工程勘察 根據建設工程的要求，查明、分析、評價建設場地的地質根據建設工程的要求，查明、分析、評價建設場地的地質地理環境特征和巖土工程條件，編制建設工程勘察文件的地理環境特征和巖土工程條件，編制建設工程勘察文件的活動。活動。

2、巖土工程勘察是一項巖土工程勘察是一項綜合性綜合性的地質調查活動。建筑場地和的地質調查活動。建筑場地和地基的工程地質條件不同，擬建建筑物的類別不同，勘察地基的工程地質條件不同，擬建建筑物的類別不同，勘察的任務、內容及詳細程度就不同。勘察內容的增減還取決的任務、內容及詳細程度就不同。勘察內容的增減還取決于對場地、地基條件的已有了解程度和當地的建筑經驗等。于對場地、地基條件的已有了解程度和當地的建筑經驗等。巖土工程勘探巖土工程勘探 巖土工程勘察的一種手段，包括鉆探、井探、槽探、坑探、巖土工程勘察的一種手段，包括鉆探、井探、槽探、坑探、洞探以及物探、觸探等。洞探以及物探、觸探等。 巖土工程勘察的目的：

3、巖土工程勘察的目的： 建筑場地巖土工程勘察是工程建設的先行工作，建筑場地巖土工程勘察是工程建設的先行工作，目的目的在在于以各種勘察手段和方法，調查研究和分析評價建筑場地和于以各種勘察手段和方法，調查研究和分析評價建筑場地和地基的地基的工程地質條件工程地質條件，為工程建設規劃、設計和施工提供所，為工程建設規劃、設計和施工提供所需的工程地質依據。以充分利用有利的自然地質條件，避開需的工程地質依據。以充分利用有利的自然地質條件，避開或改造不利的地質，保證建筑物安全和正常使用。或改造不利的地質，保證建筑物安全和正常使用。 建筑場地的建筑場地的工程地質條件工程地質條件：一般包括一般包括巖土的類型及其工巖

4、土的類型及其工程性質、地質構造、地形地貌、水文地質條件、不良地質現程性質、地質構造、地形地貌、水文地質條件、不良地質現象和可資利用的天然建筑材料等。象和可資利用的天然建筑材料等。 巖土工程勘寨的主要任務巖土工程勘寨的主要任務巖土工程勘察的主要任務巖土工程勘察的主要任務是應按照工程建設的要求，正確反映工程地是應按照工程建設的要求，正確反映工程地質條件，查明不良地質作用和地質災害，提出資料完整、評價正確的質條件，查明不良地質作用和地質災害，提出資料完整、評價正確的勘察報告。勘察報告。1.1.查明與場地的穩定性和適宜性有關的不良地質現象查明與場地的穩定性和適宜性有關的不良地質現象，如強震區的重大工，

5、如強震區的重大工程場地的斷裂類型，尤其是斷裂的活動性及其地震效應；巖溶及其伴程場地的斷裂類型，尤其是斷裂的活動性及其地震效應；巖溶及其伴生土洞的發育規律和發育程度，預測其危害性；滑坡的范圍、規模、生土洞的發育規律和發育程度，預測其危害性；滑坡的范圍、規模、穩定程度，進而預測其發展趨勢和危害程度；崩塌的產生條件、范圍、穩定程度，進而預測其發展趨勢和危害程度；崩塌的產生條件、范圍、規模與危害性；泥石流的產生及其類型、規模、發育程度和活動規律規模與危害性；泥石流的產生及其類型、規模、發育程度和活動規律以及地下采空區、大面積地面沉降、河岸沖刷、沼澤相沉積等；以及地下采空區、大面積地面沉降、河岸沖刷、沼

6、澤相沉積等； 2.2.查明場地的地層類別、成分、厚度和坡度變化等，特別是基礎下持力層查明場地的地層類別、成分、厚度和坡度變化等，特別是基礎下持力層和軟弱下臥層的工程地質性質；和軟弱下臥層的工程地質性質；3.3.查明場地的水文地質條件查明場地的水文地質條件：河流水位及其變化、地表徑流條件、地下水：河流水位及其變化、地表徑流條件、地下水的埋藏類型、蓄存方式、補給來源、排泄途徑、水力特征、化學成分的埋藏類型、蓄存方式、補給來源、排泄途徑、水力特征、化學成分及污染程度等；及污染程度等；4.4.提供滿足設計、施工所需的土的物理性質和力學性質指標提供滿足設計、施工所需的土的物理性質和力學性質指標等等； 5

7、.5.在地震設防區劃分場地土類型和場地類別，并進行場地和在地震設防區劃分場地土類型和場地類別，并進行場地和地基的地震效應評價；地基的地震效應評價；6.6.推薦承載力和變形計算參數，提出地基基礎設計和施工的推薦承載力和變形計算參數，提出地基基礎設計和施工的建議，尤其是不良地質現象的處理對策建議，尤其是不良地質現象的處理對策。 巖土工程勘察工作具體內容、工作量、工作方法等應巖土工程勘察工作具體內容、工作量、工作方法等應以巖土勘察等級為依據以巖土勘察等級為依據，即應根據，即應根據工程重要性等級工程重要性等級、場地場地復雜程度等級復雜程度等級和和地基復雜程度等級地基復雜程度等級綜合確定。綜合確定。 巖

8、土工程勘察的基本程序巖土工程勘察的基本程序包括擬定勘測大綱，編制勘察任包括擬定勘測大綱，編制勘察任務書，執行測繪與調查、勘探和土工測試等工作，編寫巖務書，執行測繪與調查、勘探和土工測試等工作，編寫巖土工程勘察報告等。土工程勘察報告等。 巖土工程勘寨的基本程巖土工程勘寨的基本程序序 本課程的主要內容本課程的主要內容巖土類型及其工程性質巖土類型及其工程性質巖土工程勘察方法巖土工程勘察方法巖土工程勘察、分析評價、成果報告巖土工程勘察、分析評價、成果報告 礦物、巖石的概念礦物礦物(mineral): 是由地質作用或宇宙作用所形成的、具有一定的是由地質作用或宇宙作用所形成的、具有一定的化學成分和內部結構

9、、在一定的物理化學條件下相對穩定的天然化學成分和內部結構、在一定的物理化學條件下相對穩定的天然結晶態的單質或化合物，它們是巖石和礦石的基本組成單位。結晶態的單質或化合物，它們是巖石和礦石的基本組成單位。要素：天然產出要素：天然產出 有化學式有化學式 具晶體結構具晶體結構 無機物質無機物質巖石巖石(rock): 是礦物或類似礦物（是礦物或類似礦物（mineraloids）的物質（如有機）的物質（如有機質、玻璃、非晶質等）組成的固體集合體，多數巖石是由不同礦質、玻璃、非晶質等）組成的固體集合體，多數巖石是由不同礦物組成，單礦物的巖石相對較少。自然界的巖石可以劃分為三大物組成，單礦物的巖石相對較少。

10、自然界的巖石可以劃分為三大類：巖漿巖（火成巖）、沉積巖和變質巖。類：巖漿巖（火成巖）、沉積巖和變質巖。 要素：由礦物組成要素：由礦物組成 固體集合體固體集合體 第一章第一章 巖石、巖體及其工程性質巖石、巖體及其工程性質方解石方解石(calcite)(calcite)水水 晶晶(crystal)(crystal)石棉石棉(asbestos)(asbestos)礦物：礦物：金剛石金剛石(diamond)綠柱石綠柱石(beryl)孔雀石孔雀石(malachite) 取決于礦物本身的化學組成和內部結構，取決于礦物本身的化學組成和內部結構，是鑒定礦物的主是鑒定礦物的主要依據，也是礦物資源開發利用的著眼點

11、。要依據，也是礦物資源開發利用的著眼點。 光學性質、力學性質、磁學性質、電學性質、熱學性質光學性質、力學性質、磁學性質、電學性質、熱學性質礦物的物理性質礦物的光學性質礦物的光學性質 礦物的光學性質礦物的光學性質：礦物對可見光的礦物對可見光的反射反射、折射折射、吸吸 收收等所表現出來的各種性質。等所表現出來的各種性質。 光學性質：光學性質：顏色顏色 Color 條痕條痕 Streak 透明度透明度 Transparence 光澤光澤 Luster顏色顏色（Color） 礦物對入射的白色可見光（390770nm）中不同波長的光波吸收后，透射和反射的各種波長可見光的混合色。是鑒定礦物時最直觀的感性認

12、識。注意：注意：1）當礦物對各色光同等程度地均勻吸收時，其所呈顏色取決于吸收程度； 色而呈現出不同濃度的灰則視其吸收量的多少收了一部分若各色光皆被均勻地吸礦物呈無色或白色若基本上均不吸收礦物呈黑色若均勻地全部吸收,) 3(;,)2(;,) 1 (例如，吸收紅光，則呈現紅光對角的補色綠色。2）當礦物選擇性地吸收某種波 長的色光時，礦物呈現被吸收的色光的補色。 條痕（條痕（streak） 是礦物粉末的顏色。一般是指礦物在白色無釉磁板（是礦物粉末的顏色。一般是指礦物在白色無釉磁板（white unglazes porcelain）上劃擦時所留下的粉末的顏色。條痕突出表現了礦物的自色，）上劃擦時所留下

13、的粉末的顏色。條痕突出表現了礦物的自色，因而是鑒定礦物的可靠依據。因而是鑒定礦物的可靠依據。 透明度（透明度（ Transparence ）礦物透過可見光的程度。分為透明、半透明、不透明。礦物透過可見光的程度。分為透明、半透明、不透明。 1 1）透明（）透明（transparenttransparent）：）： 能透過絕大部分光，條能透過絕大部分光，條痕為無色、白色或淺色。如，石英、方解石、普通角閃石痕為無色、白色或淺色。如，石英、方解石、普通角閃石 2 2）半透明（）半透明（translucenttranslucent）：可允許部分光透過，條）：可允許部分光透過，條痕呈紅、褐等各種彩色。如，

14、辰砂、雄黃痕呈紅、褐等各種彩色。如，辰砂、雄黃 3 3）不透明（）不透明（opaqueopaque）：基本不允許光透過，條痕呈）：基本不允許光透過，條痕呈黑色或金屬色。黑色或金屬色。 如，磁鐵礦、石墨如，磁鐵礦、石墨 光澤（光澤（Luster） 指礦物表面對光的反射能力。指礦物表面對光的反射能力。 礦物反光的強弱主要取決于礦物對光的折射和吸收的礦物反光的強弱主要取決于礦物對光的折射和吸收的程度。礦物對光的折射越強，光澤也就越強。程度。礦物對光的折射越強，光澤也就越強。 光澤與透明度、條痕有關，在肉眼鑒定時，常配合條光澤與透明度、條痕有關，在肉眼鑒定時，常配合條痕、透明度來判斷光澤等級。痕、透明

15、度來判斷光澤等級。分為4個等級：1 1）金屬光澤金屬光澤：反光很強，似反光很強，似平滑金屬磨光面平滑金屬磨光面的反光。礦的反光。礦物具金屬色，物具金屬色，條痕呈黑色或金屬色條痕呈黑色或金屬色，不透明。，不透明。方鉛礦和石英晶體 2）半金屬光澤：半金屬光澤：反光較強，似未經磨光的金屬表面的反光較強，似未經磨光的金屬表面的反光。礦物呈反光。礦物呈金屬色金屬色，條痕為，條痕為棕色、褐色棕色、褐色等等深彩色深彩色，不不透明半透明透明半透明。 3）金剛光澤金剛光澤：反光較強，似金剛石般明亮耀眼的反光。反光較強，似金剛石般明亮耀眼的反光。顏色和條痕均呈顏色和條痕均呈淺色淺色（如淺黃、桔紅、淺綠等）、（如淺

16、黃、桔紅、淺綠等）、白色或無白色或無色色，半透明透明半透明透明。金剛石晶體金剛石晶體光線在金剛石晶體中傳播示意4 4）玻璃光澤：玻璃光澤：反光較弱，呈普通平板玻璃表面反光較弱，呈普通平板玻璃表面的反光。礦物為的反光。礦物為無色、白色或淺色無色、白色或淺色，條痕呈，條痕呈無色無色或白色或白色，透明，透明。石英晶簇石英晶簇 注意：礦物不平坦的表面或礦物集合體的表面上的注意：礦物不平坦的表面或礦物集合體的表面上的特殊變異光澤：特殊變異光澤：1）油脂光澤（）油脂光澤（greasy luster）：某些解理不發育的）：某些解理不發育的淺色透明礦物的不平坦斷口上呈現的似油脂般的光淺色透明礦物的不平坦斷口上

17、呈現的似油脂般的光澤。澤。2）樹脂光澤（）樹脂光澤（resinous luster）：某些具金剛光澤）：某些具金剛光澤的黃、褐或棕色透明礦物的不平坦斷口上的似松香的黃、褐或棕色透明礦物的不平坦斷口上的似松香般的光澤。般的光澤。3）瀝青光澤（）瀝青光澤（pitchy luster）：解理不發育的半透）：解理不發育的半透明或不透明黑色礦物的不平坦斷口上烏亮瀝青狀光明或不透明黑色礦物的不平坦斷口上烏亮瀝青狀光澤。澤。4）珍珠光澤（）珍珠光澤（pearly luster）：淺色透明礦物）：淺色透明礦物的極完全解理面上的如珍珠表面或蚌殼內壁柔的極完全解理面上的如珍珠表面或蚌殼內壁柔和而多彩的光澤。和而多

18、彩的光澤。5）絲絹光澤（）絲絹光澤（silky luster）：具玻璃光澤的無）：具玻璃光澤的無色或淺色透明礦物的纖維狀集合體表面常呈蠶色或淺色透明礦物的纖維狀集合體表面常呈蠶絲或絲織品狀的光亮。絲或絲織品狀的光亮。6）蠟狀光澤（）蠟狀光澤（waxy luster）：某些透明礦物的）：某些透明礦物的隱晶質或非晶質致密塊體上的似蠟燭表面的光隱晶質或非晶質致密塊體上的似蠟燭表面的光澤。澤。 7）土狀光澤（）土狀光澤（earthy luster）：呈土狀、粉）：呈土狀、粉末狀或疏松多孔狀集合體的礦物表面如土塊般末狀或疏松多孔狀集合體的礦物表面如土塊般暗淡無光。暗淡無光。石英的油脂光澤閃鋅礦的樹脂光澤

19、珍珠光澤層解石白云母蛇紋石石棉的絲絹光澤蠟狀光澤蛇紋石滑石高嶺石土狀光澤鋁土礦的鋁土礦的土狀光澤土狀光澤具假象赤鐵礦的褐鐵礦礦物透明度、光澤、顏色和條痕的關系礦物透明度、光澤、顏色和條痕的關系 礦物光澤、顏色和條痕是礦物鑒定的重要依據，礦物光澤、顏色和條痕是礦物鑒定的重要依據，透明度、光澤和顏色還是評價寶石的重要指標。透明度、光澤和顏色還是評價寶石的重要指標。透明度透明度透明透明不透明不透明光光 澤澤玻璃玻璃金剛金剛半金屬半金屬金屬金屬顏顏 色色無色無色淺色淺色深色深色金屬色金屬色條條 痕痕白色白色淺色淺色深色或金屬色深色或金屬色折射率折射率低低高高吸收率吸收率低低高高反射率反射率低低高高特殊

20、光學效應特殊光學效應 由于礦物內部具有由于礦物內部具有包裹體、雙晶、包裹體、雙晶、 微細球狀結構微細球狀結構等特殊內在因素，當被加工等特殊內在因素，當被加工成寶石時，導致光的成寶石時，導致光的干涉、散射、衍射干涉、散射、衍射等等現象，使寶石顯現出特殊的光學效應。現象，使寶石顯現出特殊的光學效應。 常見的有：常見的有：貓眼效應貓眼效應、星光效應星光效應、變變色效應色效應、變彩效應變彩效應、暈色效應暈色效應 等。等。 1貓眼效應（貓眼光，chatoyance）紫翠玉貓眼紫翠玉貓眼綠柱石貓眼綠柱石貓眼2星光效應星光效應（ 星光星光，asterism ）星光藍寶石星光藍寶石星光紅寶石戒面星光紅寶石戒面

21、 礦物在外力（如敲打、擠壓、拉引、礦物在外力（如敲打、擠壓、拉引、刻劃等）作用下所表現出來的性質。刻劃等）作用下所表現出來的性質。力學性質：力學性質： 硬度硬度 Hardness 解理解理 Cleavage 斷口斷口 Fracture 礦物的力學性質（mechanical properties）硬度（硬度（Hardness） 礦物硬度是指礦物抵抗外力刻劃等機械作用的能力礦物硬度是指礦物抵抗外力刻劃等機械作用的能力 。 1. 摩氏硬度計摩氏硬度計 （1）Talc滑石滑石 （2）gypsum石膏石膏（3）calcite 方解石方解石 （4）fluorite螢石螢石（5）apatite磷灰石磷灰石

22、（6）orthoclase正長石正長石（7）quartz石英石英 （8）topaz黃玉黃玉（9）corundum 剛玉剛玉 （10）diamond金剛石金剛石 測試時，應先以高硬度的標準礦物的棱角刻劃待測測試時，應先以高硬度的標準礦物的棱角刻劃待測礦物，再依次換用硬度較低的標準礦物刻劃，當兩礦物礦物，再依次換用硬度較低的標準礦物刻劃，當兩礦物硬度相近時，則用標準礦物與待測礦物相互刻劃，以確硬度相近時，則用標準礦物與待測礦物相互刻劃，以確定其硬度的相對大小。定其硬度的相對大小。 2. 確定礦物硬度的簡便方法確定礦物硬度的簡便方法 用指甲和用指甲和/ /或小刀刻劃來確定硬度范圍。或小刀刻劃來確定硬

23、度范圍。 注意：注意： 1 1）實際鑒定時，常代之以指甲（）實際鑒定時，常代之以指甲（2.02.02.52.5）、）、小鋼刀（小鋼刀（5 56 6）和玻璃（）和玻璃（6.0）等來粗略地確）等來粗略地確定礦物的硬度定礦物的硬度; 2 2）待測礦物須選擇新鮮、致密、純凈的單礦）待測礦物須選擇新鮮、致密、純凈的單礦物，最好是具良好的棱角、晶面或解理面的單晶體。物，最好是具良好的棱角、晶面或解理面的單晶體。有些礦物的硬度具對稱性和各向異性。如，藍晶石有些礦物的硬度具對稱性和各向異性。如，藍晶石（100100）面上的硬度，沿延長方向硬度為）面上的硬度，沿延長方向硬度為4.54.5，垂直

24、，垂直延長方向硬度延長方向硬度6.5,6.5,被稱為二硬石。被稱為二硬石。解理解理 Cleavages 礦物在外力作用（敲打礦物在外力作用（敲打或擠壓）下，或擠壓）下， 嚴格沿著嚴格沿著一定結晶學方向破裂、一定結晶學方向破裂、并裂成光滑平面的性質并裂成光滑平面的性質稱為稱為解理解理。這些平面稱。這些平面稱為為解理面解理面cleavage plane. 解理是鑒別礦物的可靠解理是鑒別礦物的可靠依據之一。依據之一。 分為五個等級：分為五個等級：（1）極完全解理：礦物在外力作用下極易）極完全解理：礦物在外力作用下極易裂成簿片。解理面光滑、平整。如云母、裂成簿片。解理面光滑、平整。如云母、石墨、石膏等

25、。石墨、石膏等。 完全解理完全解理： 礦物受力后易裂成易裂成光滑光滑的的平面平面或 規則規則的解理塊解理塊，解理面顯著顯著而平滑平滑， 常見解理面解理面的階梯階梯。如方解石、螢石如方解石、螢石 中等解理中等解理： 礦物受力后常破裂成 較小較小的不很平滑不很平滑的平面平面， 解理面解理面不太連續不太連續，常呈 階梯狀階梯狀，且閃閃發亮閃閃發亮， 清晰可見清晰可見。 不完全解理不完全解理： 礦物受力后不易裂出不易裂出 解理面解理面，僅斷續可見 小小而不平滑不平滑的解理面解理面。 如磷灰石如磷灰石 極不完全解理極不完全解理：即無無解理解理。 礦物受力后很難出現很難出現解理面解理面， 僅在顯微鏡下偶爾

26、顯微鏡下偶爾可見零星零星的 解理縫解理縫。 觀察解理的注意事項觀察解理的注意事項： (1）解理只能在晶質礦物中出現，非晶質或膠體礦物中不能出現解理。肉眼能夠在較大的礦物晶體上看見解理。（2）必須對同種礦物的多個顆粒進行觀察。（3）一個礦物可有一種級別的解理，也可有兩種級別的解理；可有一個方向的解理，也可有多個方向的解理。（4）觀察解理組數和夾角必須在同一單體上進行。要盡量找到自由面多的單體，對著光線轉動標本，觀察解理組數和夾角；也可在解理面上觀察解理紋的方向來確定解理組數。方解石(5）注意區分晶面與解理面晶面晶面解理面解理面1、為晶體外面的一層平、為晶體外面的一層平面，受力打擊后立即消失面，受

27、力打擊后立即消失1、為晶體內部結構上連、為晶體內部結構上連結力弱的方向，受力打擊結力弱的方向，受力打擊后可出現互相平行的平面后可出現互相平行的平面2、晶面上一般比較暗淡。、晶面上一般比較暗淡。 2、解理面一般比較新鮮、解理面一般比較新鮮、光亮。光亮。3、晶面一般不太平整，、晶面一般不太平整，仔細觀察時有凹凸不平的仔細觀察時有凹凸不平的痕跡。痕跡。3、比較平整，但可出現、比較平整，但可出現規則的階梯狀解理面或解規則的階梯狀解理面或解理紋。理紋。 礦物受力作用后不依一定結晶方向裂開，礦物受力作用后不依一定結晶方向裂開，而是在任意方向上呈各種不平整的斷面，而是在任意方向上呈各種不平整的斷面，此種斷面

28、稱為斷口。此種斷面稱為斷口。 礦物的解理與斷口出現的難易程度是互礦物的解理與斷口出現的難易程度是互為消長的。在晶體、非晶質礦物中都可為消長的。在晶體、非晶質礦物中都可見斷口。見斷口。斷口（斷口（ Fracture ）依據其所呈現的形態來描述礦物的斷口，常見：依據其所呈現的形態來描述礦物的斷口，常見： 貝殼狀斷口（貝殼狀斷口（conchoidal fracture）：呈圓形或橢圓形的）：呈圓形或橢圓形的光滑曲面，形似貝殼。光滑曲面，形似貝殼。 鋸齒狀斷口（鋸齒狀斷口（hackly fracture）：呈尖銳鋸齒狀，見于強）：呈尖銳鋸齒狀，見于強延展性的自然金屬元素礦物。延展性的自然金屬元素礦物。

29、 參差狀斷口（參差狀斷口（uneven fracture）：呈參差不平狀，見于大）：呈參差不平狀，見于大多數脆性礦物及塊狀或粒狀集合體。多數脆性礦物及塊狀或粒狀集合體。 平坦狀斷口（平坦狀斷口（even fracture）：斷面較平坦，見于塊狀礦）：斷面較平坦，見于塊狀礦物。物。 土狀斷口（土狀斷口（earthy fracture）：斷面粗糙、呈細粉狀，為）：斷面粗糙、呈細粉狀，為土狀礦物特有。土狀礦物特有。 纖維狀斷口（纖維狀斷口（fibrous fracture）：呈纖維絲狀，見于纖維）：呈纖維絲狀，見于纖維狀礦物集合體上。狀礦物集合體上。 貝殼狀斷口貝殼狀斷口：返回返回土狀斷口土狀斷口參

30、差狀斷口參差狀斷口纖維狀斷口纖維狀斷口橄欖石輝石角閃石黑云母長石石英三大巖概念巖漿巖（火成巖）巖漿巖（火成巖）：是由地幔或地殼的巖石：是由地幔或地殼的巖石經熔融或部分熔融形成巖漿冷卻固結的產經熔融或部分熔融形成巖漿冷卻固結的產物。物。沉積巖沉積巖：是在地表條件下，原先形成的各種是在地表條件下，原先形成的各種巖石在風化、剝蝕、搬運、沉積、成巖過巖石在風化、剝蝕、搬運、沉積、成巖過程中形成的巖石。程中形成的巖石。變質巖變質巖：是由巖漿巖和沉積巖經過變質作用：是由巖漿巖和沉積巖經過變質作用形成的。形成的。黃鐵礦(pyrite)自然金(gold)巖漿巖（巖漿巖（igneous rock）火山角礫巖火山

31、角礫巖 （Lava breccia）黑云母花崗巖黑云母花崗巖（Biotite granite）沉積巖沉積巖（sedimentary rocks）純大理巖純大理巖 (Pure marble)板巖板巖 (slate)變質巖變質巖巖體的結構特征巖體的結構特征巖體的基本概念：巖體通常指工程影響范圍內的地質體，它由巖體的基本概念：巖體通常指工程影響范圍內的地質體，它由處于一定應力狀態、被各種結構面切割的巖石所組成。處于一定應力狀態、被各種結構面切割的巖石所組成。巖體巖體(rock mass)結構面結構面(discontinuities)+巖石巖石(rocks)工程巖體：地基巖體、邊坡巖體、地下洞室圍巖工

32、程巖體：地基巖體、邊坡巖體、地下洞室圍巖結構面：指巖體中具有一定方向、力學特性相對較差、兩向延結構面：指巖體中具有一定方向、力學特性相對較差、兩向延伸（或具有一定厚度）的各種地質界面的總稱。由于中斷了巖伸（或具有一定厚度）的各種地質界面的總稱。由于中斷了巖體的連續性，故又稱不連續面，如層面、節理、斷層、軟弱夾體的連續性，故又稱不連續面，如層面、節理、斷層、軟弱夾層等。層等。原生結構面：原生結構面：巖石成巖過程中形成的結構面。巖石成巖過程中形成的結構面。沉積結構面沉積結構面：層理、層面、沉積不整合面、沉積軟弱夾層。：層理、層面、沉積不整合面、沉積軟弱夾層。火成結構面火成結構面：巖漿侵入、噴溢及：

33、巖漿侵入、噴溢及冷凝冷凝過程中形成的結構面。過程中形成的結構面。變質結構面變質結構面：包括殘余的變余結構面和變成的重結晶結構面。：包括殘余的變余結構面和變成的重結晶結構面。次生結構面次生結構面內動力成因型結構面內動力成因型結構面（構造結構面）：受構造應力作用。（構造結構面）：受構造應力作用。外動力成因型結構面外動力成因型結構面（表生結構面）：如卸荷裂隙（長江鏈子（表生結構面）：如卸荷裂隙（長江鏈子崖危巖體）、泥化夾層及表生夾泥。崖危巖體）、泥化夾層及表生夾泥。方位方位：結構面的產狀（走向、傾向、傾角）：結構面的產狀（走向、傾向、傾角）間距間距：反映巖體完整程度和塊體大小：反映巖體完整程度和塊體

34、大小延續性延續性：反映結構面的連通率：反映結構面的連通率粗糙度粗糙度：反映結構面的起伏狀況：反映結構面的起伏狀況結構面側壁強度結構面側壁強度：反映結構面受風化影響的程度：反映結構面受風化影響的程度張開度張開度：又稱隙寬，即裂隙的寬度：又稱隙寬，即裂隙的寬度充填物充填物：不同物質充填對力學特性有顯著影響：不同物質充填對力學特性有顯著影響滲流滲流：反映地下水的活動狀況：反映地下水的活動狀況節理組數節理組數：反映巖體被切割的狀況：反映巖體被切割的狀況塊體大小塊體大小：可用塊度和體積節理數反映：可用塊度和體積節理數反映整體塊狀整體塊狀層狀結構層狀結構碎裂結構碎裂結構散體結構散體結構巖石的主要物理性質巖

35、石的主要物理性質1)密度和重度密度和重度2)相對密度（比重）相對密度（比重）3)孔隙度（孔隙率）孔隙度（孔隙率）4)吸水率和飽和吸水率吸水率和飽和吸水率巖石的主要物理性質巖石的主要物理性質1)密度和重度密度和重度巖石密度巖石密度（g/cm3）：試樣質量：試樣質量m（g）與試樣體積與試樣體積V（cm3）的比值的比值Vm80. 9g天然密度天然密度干密度干密度d含水量含水量w（）（）重度重度（kN/m3） ：單位體積巖石受到的重力，與密度：單位體積巖石受到的重力，與密度的關的關系為系為巖石的主要物理性質巖石的主要物理性質2)相對密度（比重）相對密度（比重）Gs干試樣質量干試樣質量m（g）與與4時同

36、體積純水質量（巖石固體體積時同體積純水質量（巖石固體體積與水的密度之積）的比值與水的密度之積）的比值wsssVmG巖石的主要物理性質巖石的主要物理性質3)孔隙度（孔隙率）孔隙度（孔隙率）n試樣中孔隙（包括微裂隙）的體積試樣中孔隙（包括微裂隙）的體積Vv（cm3）與試樣總體積與試樣總體積V（cm3）的百分比的百分比VVnvvvVVVenneeen11或孔隙比孔隙比e孔隙度孔隙度n與孔隙比與孔隙比e之間的關系之間的關系巖石的主要物理性質巖石的主要物理性質4)吸水率吸水率Wa和飽和吸水率和飽和吸水率Wsa%1001swammW%1001swsammWsaawWWk飽水系數飽水系數kw巖石的主要物理性

37、質巖石的主要物理性質巖石的耐凍性巖石的耐凍性巖石的飽水系數巖石的飽水系數kw可以作為巖石耐凍性判別的指標。可以作為巖石耐凍性判別的指標。飽水系數越大的巖石，耐凍性越差。飽水系數越大的巖石，耐凍性越差。巖巖 石石 種種 類類耐凍巖石耐凍巖石不耐凍巖石不耐凍巖石一般巖石的理論值一般巖石的理論值kw 0.9kw 0.9粒狀結晶、孔隙均勻的巖石粒狀結晶、孔隙均勻的巖石kw 0.8kw 0.8孔隙不均勻或呈層狀分布孔隙不均勻或呈層狀分布有粘土物質充填的巖石有粘土物質充填的巖石kw 0.7kw 0.7巖石的力學指標巖石的力學指標：強度和變形：強度和變形抗壓強度抗壓強度：干抗壓、飽和抗壓、軟化系數：干抗壓、

38、飽和抗壓、軟化系數抗拉強度抗拉強度：劈裂試驗，點荷載試驗：劈裂試驗，點荷載試驗抗剪強度抗剪強度：中型剪、雙面剪：中型剪、雙面剪彈性模量彈性模量變形模量變形模量泊松比泊松比巖石力學指標的用途巖石力學指標的用途a.劃分巖石工程類型、巖體工程評價劃分巖石工程類型、巖體工程評價飽和抗壓強度飽和抗壓強度60MPa60-30MPa30MPa15MPa巖石類型巖石類型堅硬巖堅硬巖中硬巖中硬巖軟巖軟巖極軟巖極軟巖利用巖石飽和抗壓強度劃分巖石工程類型利用巖石飽和抗壓強度劃分巖石工程類型巖石力學指標的用途巖石力學指標的用途b.巖體質量分類或洞室圍巖類型劃分巖體質量分類或洞室圍巖類型劃分RMR分類分類：地質力學分類

39、，南非：地質力學分類，南非Q分類分類：隧道圍巖質量分類，歐洲：隧道圍巖質量分類，歐洲國內：如國內：如水利水電規范水利水電規范、巖土工程規范巖土工程規范，其他部們如鐵道、公，其他部們如鐵道、公路、總參、建設部，個人方面有王思敬、陶振宇、楊子文。路、總參、建設部，個人方面有王思敬、陶振宇、楊子文。c.評價巖體強度評價巖體強度利用利用結構面網絡模擬結構面網絡模擬、蒙特卡洛法蒙特卡洛法等等巖體變形參數巖體變形參數泊松比泊松比u的取值的取值巖體變形巖體變形模量模量E020GPa10-20 GPa5-10GPa2-5GPa0.2-2GPa泊松比泊松比u0.240.24-0.260.26-0.280.28-

40、0.300.30-0.33b.利用波速比利用波速比Vpm/Vr劃分巖體風化帶劃分巖體風化帶新鮮巖石的波速新鮮巖石的波速Vr可以用壩址區（或場址區）新鮮巖體中測得可以用壩址區（或場址區）新鮮巖體中測得最高波速來代替；最高波速來代替；Vpm為不同風化帶中測試的巖體波速；為不同風化帶中測試的巖體波速；水利水電工程地質勘察規范（水利水電工程地質勘察規范（1999）劃分標準見表）劃分標準見表巖體風化巖體風化分帶分帶全風化全風化強風化強風化弱風化弱風化微風化微風化新鮮新鮮Vpm/Vr0.25-0.40.4-0. 60. 6-0. 80. 8-1.01.0c.巖體分類巖體分類巖體分類中把用變形模量巖體分類中

41、把用變形模量E0作為一個非常重要的參考指標作為一個非常重要的參考指標巖體質量分級巖體質量分級IIIIIIIVV變形模量變形模量E0（GPa）2010-205-102-50.2-2d.利用利用V2pm/V2r劃分巖體完整性劃分巖體完整性完整性系數的定義：完整性系數的定義：2prpmvVVK巖體巖體完整程度完整程度完整完整較完整較完整完整性差完整性差較破碎較破碎破碎破碎Kv1-0.750.75-0.450.45-0.250.25-0.10.1e.利用波速利用波速Vp劃分巖體結構劃分巖體結構巖體結構巖體結構整體塊狀整體塊狀塊狀結構塊狀結構層狀結構層狀結構碎裂結構碎裂結構 散體結構散體結構Vp(km/

42、s)5.05.0-4.04.0-3.03.5-2.02.0Vp采用值采用值5.0以上以上51.5f.利用波速利用波速Vp或完整性系數或完整性系數Kv了解巖石質量指標了解巖石質量指標RQD。完整性系數完整性系數Kv與巖石質量指標與巖石質量指標RQD 的關系：的關系：0456. 00891. 0RQDKv波速波速Vp與巖石質量指標與巖石質量指標RQD 的關系可以利用的關系可以利用KvVp的關系，的關系，并結合并結合KvRQD關系。關系。流變性：流變性：材料在外部條件不變的情況下，應力或應變（變形）材料在外部條件不變的情況下，應力或應變（變形）隨時間而變化的性質。包括蠕變和松弛。隨時間而變化的性質。包括蠕變和松弛。蠕變：蠕變：材料在應力不變的情況下，應變（變形）隨時間持續而材料在應力不變的情況下，應變（變形）隨時間持續而逐漸增長的性質。逐漸增長的性質。松弛：松弛：材料在應變（變形）不變的情況下，應力隨時間持續而材料在應變（變形）不變的情況下，應力隨時間持續而逐漸減小的性質。逐漸減小的性質。巖體中巖體