二、岩体的力学特性

　　(一)岩体的变形特征

　　岩体的变形通常包括结构面变形和结构体变形两个部分。设计人员所关心的主要是岩体的变形特性。岩体变形参数是由变形模量或弹性模量来反映的。

　　(二)岩体的强度性质

　　岩体是由结构面和各种形状岩石块体组成的，所以，其强度同时受二者性质的控制。

　　当岩体中结构面不发育，呈完整结构时，可以用岩石的强度代替岩体强度;如果岩体沿某一结构面产生整体滑动时，则岩体强度完全受结构面强度控制。

　　6.工程岩体沿某一结构面产生整体滑动时，其岩体强度完全受控于()。【2011】

　　A.结构面强度

　　B.节理的密集性

　　C.母岩的岩性

　　D.层间错动幅度

　　【答案】A

　　【解析】本题考查的是岩体的力学特性。如当岩体中结构面不发育，呈完整结构时，岩石强度可视为岩体强度。如果岩体沿某一结构面产生整体滑动时，则岩体强度完全受结构面强度控制。

　　三、岩体的工程地质性质

　　(一)岩石的工程地质性质

　　(1)岩石的主要物理性质

重量	①一般用比重和重度两个指标表示。 ②岩石重度的大小决定于岩石中矿物的比重、岩石的孔隙性及其含水情况。 ③在相同条件下的同一种岩石，重度大就说明岩石的结构致密、孔隙性小，岩石的强度和稳定性也较高。
孔隙性	①岩石的孔隙性用孔隙度表示。 ②空隙度=岩石中各种空隙的总体积/岩石的总体积
吸水性	①吸水率=岩石的吸水重量/同体积干燥岩石重量。 ②与岩石孔隙度的大小、孔隙张开程度有关。
软化性	①软化系数=岩石饱和状态下的极限抗压强度/风干状态下极限抗压强度。 ②软化系数小于0.75的岩石，是软化性较强的岩石，工程性质比较差。
抗冻性	①抗压强度降低率小于25％的岩石，认为是抗冻的。 ②大于25％的岩石，认为是非抗冻的。 ③在高寒冰冻地区，抗冻性是评价岩石工程性质的一个重要指标。

　　(2)岩石的主要力学性质

　　①岩石的变形

　　岩石在弹性变形范围内用弹性模量和泊桑比两个指标表示。

　　②岩石的强度

　　抗压强度>抗剪断强度>抗剪强度>抗拉强度

　　岩石的抗压强度和抗剪强度，是评价岩石(岩体)稳定性的主要指标。

　　(二)土体的工程地质性质

　　1.土的物理力学性质

　　(1)土的主要性能参数

　　①土的饱和度：Sr=土中被水充满的孔隙体积/孔隙总体积

　　Sr<50%是稍湿状态

　　Sr=50%～80%是很湿状态

　　Sr>80%是饱水状态。

　　②孔隙比：土中空隙体积/土粒体积

　　孔隙比<0.6的土是密实的低压缩性土

　　孔隙比>1.0的土是疏松的高压缩性土。

　　③土的孔隙率：土中孔隙体积/土的体积(三相)

　　④土的塑性指数和液性指数

　　塑性指数=液限—塑限，塑性指数愈大，可塑性就愈强。

　　液限指数=(黏性土的天然含水量—塑限)/塑性指数。液限指数愈大，土质愈软。

　　(2)土的力学性质

　　①土的压缩性：计算地基沉降量时，必须取得土的压缩性指标。

　　②土的抗剪强度：考虑地基承载力、工程边坡和天然土坡稳定性和作用于结构物上土压力的指标。

　　2.特殊土的主要工程性质

　　(1)软土：泛指淤泥及淤泥质土

　　(2)湿陷性黄土：分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土。

　　(3)红粘土：一般呈现较高的强度和较低的压缩性

　　(4)膨胀土：吸水膨胀，失水收缩，往复可逆

　　(5)填土

素填土 （可作为一般建筑的天然地基）	①堆积时间超过10年的黏性土 ②堆积时间超过5年的粉土 ③堆积时间超过2年的砂土
杂填土	②建筑垃圾或一般工业废料的杂填土可做为一般建筑物地基 ③生活垃圾或腐蚀性易变性工业废料杂填土不宜做建筑物地基
冲填土	比同类自然沉积饱和土的强度低、压缩性高

　　7.不宜作为建筑物地基填土的是()。【2012】

　　A.堆填时间较长的砂土

　　B.经处理后的建筑垃圾

　　C.经压实后的生活垃圾

　　D.经处理后的一般工业废料

　　【答案】C

　　【解析】本题考查的是土体的工程地质性质。以生活垃圾和腐蚀性及易变性工业废料为主要成分的杂填土，一般不宜作为建筑物地基。主要以建筑垃圾或一般工业废料组成的杂填土，采用适当的措施进行处理后可作为一般建筑物地基。

　　(三)结构面的工程地质性质

　　对岩体影响较大的结构面的物理力学性质主要是结构面的产状、延续性和抗剪强度。结构面的规模是结构面影响工程建设的重要性质。结构面分为I～V级：

　　I级：大断层或区域性断层，控制工程建设地区的稳定性，直接影响工程岩体稳定性。

　　Ⅱ、Ⅲ级:往往是对工程岩体力学和对岩体破坏方式有控制意义的边界条件，它们的组合往往构成可能滑移岩体的边界面，直接威胁工程安全稳定性。

　　Ⅳ级：Ⅳ结构面主要控制着岩体的结构、完整性和物理力学性质。

　　V级：控制岩块的力学性质。

　　(四)地震的震级与烈度

　　1.地震震源

　　(1)震源：深部岩石破裂产生地壳震动的发源地;

　　(2)震中:震源在地面上的垂直投影;

　　(3)等震线:地面上受震动破坏程度相同点的外包线。

　　(4)地震波

体波	通过地球内部介质传播	纵波	质点振动方向与震波传播方向一致，周期短、振幅小、传播速度快。
		横波	质点振动方向与震波传播方向垂直，周期长、振幅大、传播速度较慢。
面波	体波经过反射、折射而沿地面附近传播	面波的传播速度最慢。

　　2.地震震级

　　地震是依据所释放出来的能量多少来划分震级的。中国科学院将地震震级分为五级。

　　地震震级划分表

微震	轻震	强震		烈震		大灾震
一般无震感	一般有震感	无害强震	有害强震	破坏烈震	大毁坏震	毁灭性地震

　　震级是根据离震中距100km处标准地震仪记录的最大振幅的µm数的对数。

　　10mm→log10000=4(4级)

　　100mm→log10000=5(5级)

　　3.地震烈度(某一地区的地面和建筑物遭受一次地震破坏的程度)

基本烈度	代表一个地区的最大地震烈度
建筑场地烈度 （小区域烈度）	建筑场地内因地质条件、地貌地形条件和水文地质条件的不同而引起的相对基本烈度有所降低或提高的烈度
设计烈度	对基本烈度的调整

　　4.震级与烈度的关系

　　一般情况下，震级越高、震源越浅、距震中越近，地震烈度就越高。

　　震级与烈度关系表

震级（级）	3以下	3	4	5	6	7	8	8以上
震中烈度（度）	I～Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ～V	Ⅵ～Ⅶ	Ⅶ～Ⅷ	Ⅸ～X	Ⅺ	Ⅻ

　　8.关于地震烈度的说法，正确的是()。【2012】

　　A.地震烈度是按一次地震所释放的能量大小来划分

　　B.建筑场地烈度是指建筑场地内的最大地震烈度

　　C.设计烈度需根据建筑物的要求适当调低

　　D.基本烈度代表一个地区的最大地震烈度

　　【答案】D

　　【解析】本题考查的是地震的震级和烈度。基本烈度代表一个地区的最大地震烈度。

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