岩石和岩体
岩石和岩体
1.岩石
岩石是自然界中各种矿物的集合体,是天然地质作用的产物,大部分新鲜岩石质地较坚硬致密,孔隙小而少,抗水性强,透水性弱,力学强度高。岩石是构成岩体的基本组成单元相对于岩体而言,岩石可看成连续的、均质的、各向同性的介质。但实际上岩石中也存在一些如矿物解理、微裂隙、粒间空隙、晶格缺陷、晶格边界等内部缺陷,统称微结构面。因此,自然界中的岩石也是一种受到不同程度损伤的材料。
岩石主要分为以下三类:
①岩浆岩:由地幔或地壳的岩石经熔融或部分熔融的物质如岩浆冷却固结形成的,如花岗岩、安山岩、玄武岩等。
②沉积岩:是在地壳表层条件下,母岩经风化、生物、化学等作用的产物,经过搬运、沉积形成成层的松散沉积物,而后固结而成的岩石,如石灰岩、砂岩、页岩等。
③变质岩:是在高温、高压和矿物质的混合作用下,由一种石头自然变质成的另一种石头,如大理石、板岩、片岩等。
2.岩体
岩体是由岩石组成,赋存在一定地质环境(应力场、渗流场和地温场)中经受过变形,遭受过破坏,含有诸如节理、裂隙、层理和断层等地质结构面的复杂地质体。岩体要有足够大的体积,且其物理力学性质受不确定的节理、裂隙、断层或层理等结构面(或称弱面、裂隙系统)影响。岩体是在漫长的地质演化过程中形成的,其形成过程中经受了构造变动、风化作用和卸荷作用等各种内外力地质作用的破坏和改造。因此,岩体是具有非均质、非连续、各向异性及不确定性等特征的裂隙体。
岩体的多裂隙性特点决定了岩体与岩石(单一岩块)的工程地质性质有明显的不同。两者最根本的区别就是岩体中的岩石被各种结构面所切割。这些结构面的强度与岩石相比要低很多,并且破坏了岩体的连续完整性。岩体的工程性质首先取决于这些结构面的性质,其次才是组成岩体的岩石性质。此外,在大自然中,多数岩石的强度都很高,能够满足一般工程建(构)筑物的要求。而岩体的强度,特别是沿软弱结构面方向的强度却往往很低,不能满足建(构)筑物的安全要求。但是,对岩石特征的研究是认识岩体特征的基础。
岩体特点:
①结构复杂:岩体中存在着各种结构面,这些结构面将岩石切割成不同形状和大小的岩块,使得岩体的结构变得复杂多样。
②非均质性:由于岩体是由不同岩石组合而成,且受到各种地质作用的影响,因此岩体在物理、力学性质等方面表现出非均质性。
③各向异性:岩体的性质在不同方向上可能存在差异,这是由于结构面的分布和性质在不同方向上有所不同。
3.岩石与岩体的关系
①岩石是岩体的组成部分:岩体是由岩石经过各种地质作用形成的,岩石是岩体的基本组成单元。
②岩体包含岩石及各种结构面:岩体不仅包括岩石本身,还包括岩石之间的节理、断层、层面等结构面,以及结构面中可能存在的地下水等。