1 引言

在岩石工程设计时，不论是采用经验设计方法还是数值模拟方法，首先需要判别岩体的特征(Characterization of rock mass)。岩体主要由两大部分组成：一部分是完整的岩石(intact rock)和小尺寸的肉眼不可见的微观裂隙，另一部分是可能包含或不包含填充物的大尺寸不连续，例如断层和节理。根据完整岩石和不连续体的特性，岩体的特征考虑了岩块(rock blocks)、岩桥(rock bridges)、不连续体产状(discontinuity orientation)、不连续体间距(discontinuity spacing)，不连续贯通度(discontinuity persistence)，不连续组数(number of discontinuity sets)，不连续面强度(discontinuity wall strength)，不连续体张开度(discontinuity aperture)、不连续的填充物(discontinuity infilling)等。Wyllie(2017) 用图形显示了上面提及的节理岩体的特性。

任何工程系统，当施加在系统上的外力达到系统构件的固有强度时，系统的力学破坏都发生在最薄弱的部件或连接处，即控制截面 。对于岩体来说，这些控制截面是岩体内的不连续面，包括节理，断层，层理，矿脉，软弱的填充物、片岩等。不连续的特性(产状、间距、强度、贯通度、粗糙度，含水量等）对岩体的强度和变形有很大影响，需要通过详细的现场测绘来准确地描述这些特性。不连续面也更容易受到风化和腐蚀的影响，因为它们是地下水和其他腐蚀性液体的通道。因此，量化不连续体对节理岩体力学性能的影响非常重要。

2 节理粗糙度

• 地面激光扫描仪TLS在岩土工程中的应用(2)---节理粗糙度JRC
• 极限平衡分析中Barton-Bandis 模型的输入参数  
  
• 起伏角(Waviness Angle)对岩体节理剪切强度(Shear Strength)的增强作用  
  
• 岩体不连续的剪切强度 | Barton-Bandis Model  
  
• 节理蠕变模型(joint creep model)  
  

3 节理剪切

此外，已经进行了大量的实验测试来研究岩石节理的剪切行为【节理的强度和刚度属性(Joint Properties)】，并提出了一个分析模型来估计岩石节理的剪切强度，该模型包括初始节理凹凸不平的分布、凹凸不平的角度和强度。两个岩石表面之间的空间可能含有粘土矿物或矿物涂层，会影响岩石节理的水-力学行为。采矿工程师、地震学家和地质科学家对节理的动态特性也非常感兴趣，他们可以通过节理来描述不连续岩体的动态力学行为[(2009) Experimental study of stress wave propagation across a filled rock joint]。岩石节理的存在也会大大影响地下隧道的稳定性，已经进行了一些研究来评估其影响[(2016) Evaluation of the Effect of Rock Joints on the Stability of Underground Tunnels]。最后，有节理的岩体由于节理的剪切刚度很低，所以剪切模量很低，各向异性的轴线通常是沿着最薄弱的节理或垫层平面。

4 不连续组数(Discontinuity Set)

过去几十年里，研究者们一直试图用简单的经验评价系统尽可能多地包含上述影响因素，例如RMR，Q-System和GSI等。不过对于数值模型，完全包含这些因素显然是不可能和不现实的。在一个数值模型中，首要的任务是确定出具有显著影响的节理或断层组数(number of discontinuity sets)。

  
s = fracture.template.orienttype(template)fracture.template.orienttype(template) = s  

fracture attribute

fracture contact-model

fracture property