裂缝特征
一、 几何特征
1.1张开度
隙宽是指裂隙两个壁面之间的距离,用以度量裂隙的张开程度,张开度表示结构面缝隙紧密的程度。按张开度划分,有开裂隙、闭裂隙和隐裂隙三种类型。①开裂隙是具有明显开口的缝隙,两壁岩石脱离接触。这种裂隙储水空间大,含水量多,导水能力强。②闭裂隙的两壁非常贴近,且在许多点上直接接触,用肉眼能够清楚地看出裂隙的存在,但看上去裂隙是闭合的。这种裂隙储水空间很小,导水能力和含水量均较微弱。③隐裂隙是用肉眼不易观察到的裂隙,通过岩面着色的方法可以识别出它的存在。隐裂隙基本不导水,也不含水,经过后期的构造变动和风化作用改造以后,可以变为开裂隙或闭裂隙。
裂隙的几何形态大多是不规则的,裂隙的张开度一般可以用平行板模型的等效水力隙宽表征。
1.2 粗糙度
粗糙度是度量裂隙壁面粗糙程度的指标,一般用裂隙壁面起伏差来表征。粗糙度是影响裂隙渗透性的因素之一。岩石裂隙壁面起伏不平,有许多凸体,使水流阻力加大,渗透性降低。另一方面,由于裂隙壁面有许多凸体,岩石裂隙在剪切变形时发生剪胀,使隙宽增大,而且裂隙面越粗糙,增加值越大。在法向压应力的作用下,裂隙趋于闭合,但是对于岩石强度大、壁面粗糙的裂隙来说,壁面凸体之间仍可以留有空隙。因此,粗糙度对岩体渗透性影响是双向的,需要具体情况具体分析。
1.3充填与胶结
裂隙的充填与胶结状况对裂隙的渗透性有很大影响。典型的充填物有砂、粉士、
黏士、角砾、断层泥、糜棱岩等,胶结物有石膏、方解石、白云石、黄铁矿、菱铁矿、绿泥石、蛋白石、石英等。裂隙被充填的方式分为局部充填与完全充填,被完全充填的裂隙的渗透性取决于充填物的性质。据肖难森的研究,硅质或铁质胶结的岩石裂隙透水性极差,钙质胶结或砂泥质充填的裂隙仍具有一定程度的透水性。
1.4产状
裂隙的产状可以用走向、倾向和倾角来表示,也可以用裂隙面外法线与三个坐标轴夹角的余弦表示。裂隙产状及其与构造形迹的关系是裂隙分组的重要依据。例如,褶皱翼部的X节理是同时形成的两组节理,而褶皱轴部发育的纵张节理又为另一组节理,不同裂隙组之间存在明显的产状差异。
1.5间距与密度
裂隙间距是同一组裂隙的垂直距离,裂隙密度是单位距离上裂隙的条数,两者互为倒数关系。裂隙间距与裂隙密度都是度量裂隙发育密集程度的指标。同一组裂隙中,各裂隙的间距并不严格相等,通常用平均值(期望或众数)表示。因此,裂隙的间距与密度都是统计指标。
1.6迹长
迹长是裂隙展布范围和延伸长度在地表的反映,用裂隙面与出露岩面的交线长度表示。如果岩体露头比裂隙延伸长度小,这时真实的延伸长度只能估计。迹长是裂隙分组与判断裂隙水力特性的重要指标。迹长越长,切穿地层和其他断裂面的数量越多,裂隙的汇水能力就越大。
1.7连通性
裂隙的连通性是指各组裂隙系统相互连通的程度。连通性包括两个方面,一是单个裂隙面连通的程度;二是不同裂隙面之间的连通程度。只有相互连通的裂隙才可以
构成导水的裂隙网络,否则就类似于“死端孔隙”只能储存地下水。 二、 数学特征
2.1外接矩形占有率 2.2外接矩形长宽比
2.3集中度,集中度可以反映目标区域的紧凑程度。 2.4平均宽度 2.5面积 2.6周长 长宽