相同时期内由同一构造作用所形成的相互平行或近于平行的
节理。成因一致而彼此呈现有规律组合的两个或两个以上的节理组称为
节理系。
同期形成,同一成因,具有一定相关产状的所有
节理称节理组。例如受同一地应力的作用形成的区域性分布基本同一产状的平行节理;在沉积岩里一组通常平行于倾向和另一组平行于走向的节理;在块状
岩浆岩和
变质岩中三组不同产状的节理。
岩体的性质有岩石和
结构面两方面共同决定,在地下工程的施工中,造成岩体破坏加重的主要原因来源于结构面的脆弱,所以,研究岩体的强度、变形和运动等,就要从研究岩体的结构面着重入手,结构面的存在,使得岩体呈现出不连续性、不均匀性、强烈
各向异性等特性,也造成了岩体的力学性能在强度和稳定性方面比完整岩体的力学性能大幅度的降低,因此,大量工程中岩体的失稳和破坏都是以岩体内部的结构面为突破口,像裂隙、节理的发育和扩展等,从而出现大的变形,产生大的位移,造成了岩土工程的破坏。
岩土工程中,由于施工的进行,会造成岩体中地应力的释放、调整和重分布,使得岩体的一些部位产生应力集中现象,会使在岩体中某些薄弱的地带节理裂隙增长和扩展,产生新的破裂面,以及一些新的
裂隙,已有破坏面的不断扩展、贯通,最后导致整个岩体的破坏。由此可以看出,岩体中存在的产状不同节理和裂隙对岩土工程的影响很大,研究这些岩体中节理和裂隙在工程施工过程中的起裂、扩展、贯通过程,对于研究岩体的特性、揭示岩体的破坏机理、分析岩土工程的稳定性具有重要意义。因此,我们在认识了节理形成的破坏机制、产生条件等规律后,便可以利用节理面的组合形式、展布特征、最大组数等规律进一步研究岩体的强度与稳定性。
常用的节理面测量方法有扫描线法(Sean Line Surveys)和取样窗法(Sampling Windowu Svreyrs):扫描线法是用一条或几条测线,平行或任意角度斜交展布在节理
露头面上,记录与测线相交那些节理面的参数;取样窗法是在一定范围内的有效露头面上填图,记录每条节理的参数和每条节理的相对位置,一般被测定的参数有节理的
产状、间距、迹长、节理面的起伏度、张开度和节理中的充填物等。
以节理倾向为例,设有n个节理,按其倾向从0°-360°排列。以X表示节理
倾向,Xi表示第i个节理的倾向。用{i,… j}表示由第i个节理至第j个节理终止的节理组,其中1≤ i≤ j≤ n。组间距离以Se=(Xj+ 1-Xj)表示,即组间距离为相邻两组中前一组最小值与后一组最大值之差。组内距离用组内极差d(i,j)=Xj-Xi表示,n个节理倾向总极差,为一常数。
因此当Szj最大时,Szn最小。由于组间距离为相邻节理倾向之差,如果把n-1个(Xi+ 1-Xi)按从大到小排列,把n个节理分成k组只需找前k-1个(Xi+ 1-Xi)所对应的Xi作为分组点即可。
节理统计方法有许多,但在实际操作中,人为因素影响较大,特别是当前普遍使用的极密图法和玫瑰花图法。使用极密图处理倾角时,10°以内的误差很难识别出来;而使用玫瑰花图法时,分组数及间隔大小具有很强的人为确定因素,难免存在系统误差。相比之下,最大距离法具有理论的科学性和实际应用的可行性、有效性,具有较大的应用价值。