《工程岩体的分类》PPT课件.ppt

第五章 工程岩体分类 第一节 概述 第二节 工程岩体分类的目的与原则 第三节 工程岩体代表性分类 第四节 我国工程岩体分级标准 （GB5021394） *山东科技大学1 教学目的： 了解工程岩体的分类目的和原则， 有代表性的分类方法。 学时分配： 4学时 *山东科技大学2 3 第一节 概述 一. 对岩体性质的好坏怎样进行概括的认识。 u建立一个评价体系。从定性和定量2方面评价岩 体的工程性质，根据工程类型及其使用目的对岩 体进行分类，也是岩体力学的最基本的研究课题 之一。 u简单的分类到多参数的分类，定性的分类到定量 的分类。处于发展过程中。 *山东科技大学 4 二. 目前，代表性的分类 u岩石饱和单轴强度分类根据强度值，坚硬到极 软等级区分岩石质量的好坏。 u岩石RQD分类根据修正的岩心采取率,评价岩体 中结构面的发育程度，评价岩体的完整性。 u巴顿的Q分类法隧道工程的岩体分类。 u我国的工程岩体分类标准。 u不下几十种分类方法。 u各有优缺点，各有适用条件。 *山东科技大学 一、分类的目的 u 1）分类目的 为工程施工机设计提供计算参数和依据，达到工程 经济、合理和安全之目的。因为用前面学过的简单 的岩石、岩体力学指标参数不足以全面指导岩石工 程，保证安全经济；另外，分类要给定范围，不是 一个像岩石、岩体那样的单一确定指标。 第二节 工程岩体分类的目的与 原则 *山东科技大学5 u 2）分类类种类类 （1）通用分类： 原则的、大致的分类，未针对专门的工程领域，供 各学科领域各部门安全使用的分类。 （2）专用分类： 专为某项工程目的服务的分类，考虑因素少一些 ，深入、细致。 *山东科技大学6 二、工程岩体分类原则 （1）确定种类。 （2）定量便于使用。 （3）级数适合一般五级。 （4）分类方法和计算步骤应简单明了，便于记忆应 用。 （5）因素要独立基本因素：结构面、岩块质量（ 力学特性）、风化、水、地应力、工程施工条件和规 模。 （6）指标应是综合的。 *山东科技大学7 三、工程岩体分类的独立因素的分析 从工程观点看，影响岩体工程性质的因素，起主 导和控制作用的因素有以下几方面。 （1）岩石材料的质量 主要是强度和变形性质，一般用室内岩块试验的单轴 抗压强度Rc 来反映 。 （2）岩体的完整性 反映结构面的产生及面内充填物法，一般2种方法或 指标。 直接法：结构面的充填物及结构面形状、分布规律。 *山东科技大学8 例：节理组数、间距、切割度Xe、裂隙度K、体积裂隙率。 间接法：岩体弹性纵波速度。 （3）水 水使岩石及结构面内充填物的力学性质恶化。 水沿结构面形成渗透，影响稳定性。 （4）地应应力 是一个独立的因素，但测量较难，一般用其他的参数 代替，例波速，岩体位移。 l 总结：主要是质量、结构面、水和地应力等综 合因素反映。 *山东科技大学9 第三节 工程岩体代表性分类 一、按岩石的单轴抗压强度（c）分类 u（一）单轴强度 l 表5-1 岩石按抗压强度分类 类别 岩石单轴抗压强Rc （MPa） 岩石类别 250160特坚岩 160100坚 岩 10040次坚岩 垂直层面（0.8 0.8 0.6 0.50.8 0.65 0.5 0.30.6 0.45 0.3 5.0 4.84.2 好 1开挖面有涌水时，分类 要降一级； 2膨胀性岩石（蛇纹岩， 变质安山岩、石墨片岩、 凝灰岩、温泉余土）的弹 性波速值。要特殊考虑这 种情况其速度值小于 4.0km/s，泊松比大于 0.3； 3对风化岩层泊松比小于 0.3时，分类要提高一级 到两级； 4单位：km/s 2 5.0 4.4 4.8 4.2 4.2 3.6 3 4.6 4.0 4.8 4.2 4.4 3.8 3.8 3.2 2.6 中 等 4 4.2 3.0 4.4 3.8 4.0 3.4 3.4 2.8 2.6 2.0 5 3.8 3.2 4.0 3.4 3.6 3.0 3.0 2.4 2.2 1.6 1.8 1.2 差 660603030151550.750.15 m-mass r-rock Vpm岩体弹性纵波速度（km/s） Vpr岩石弹性纵波速度（km/s） or用Jv来核算Kv *山东科技大学20 表5-16 Jv与Kp对照表 结论：Kv与定性划分的岩体完整程度对应。 完整性分5类 完整极破碎 表5-17 Kp与定性划分的岩体完整程度的对应关系 Jv（条/m3 ） 35 Kp0.750.750.550.550.250.350.1507530.750.550.550.350.350.15550 坚硬岩，岩体较完整 较坚硬岩，岩体完整 550451 坚硬岩，岩体较破碎 较坚硬岩或软硬岩岩层，岩体较完整 较软岩，岩体完整 45035 坚硬岩，岩体较破碎 软坚硬岩，岩体较破碎破碎 较软岩或软坚硬岩互层，且以软岩为主，岩体较完 整较破碎； 软岩，岩体完整较完整 350251 软软岩，岩体破碎 软岩，岩体较破碎破碎 全部极软岩及全部极破碎岩 45045035135025175 其他组 合 K20.40.600.20.20.4 *山东科技大学26 表5-21 初始应力状态影响修正系数K3 K3 BQ 初始 应力状态 55055045145035135025126.5 602.1330.35 *山东科技大学29 表5-23 岩体结构面抗剪断峰值强度 序 号 两侧岩体的坚硬程度及结构面的结合程度 内摩擦角 粘聚力C（MPa） 1坚硬岩，结合好370.22 2 坚硬较坚硬岩，结合一般； 极软岩，结合好 37290.220.12 3 坚硬软坚硬岩，结合差； 较软岩软岩，结合一般 29190.12E0.08 4 软坚硬软软财，结合差结合很差； 软岩、结合差； 软质岩的泥化面 19130.080.05 5 软坚硬岩及全部软质岩，结合很差； 软质岩泥化层本身 130.05 *山东科技大学30 u（二）地下工程岩体自稳能力的确定 表5-24 地下工程岩体自稳能力 岩体级 别 自 稳 能 力 跨度小于20m，可长期稳定，偶有掉块，无塌方 跨方1020m，可基本稳定，局部可发生掉块或小塌方； 跨度小于10m，可长期稳定，偶有掉块 跨度1020m，可稳定数日至一个月，可发生小至中塌方； 跨度510m，可稳定数月，可发生局部块