隧道围岩分级及其主要力学参数

隧道围岩分级及其主要力学参数一、 一般规定在公路勘察设计过程中，是根据周边岩体或土体的稳定特性进行围岩分级的。围岩分级，由于每级间范围较大，施工阶段对、基本级别，再进行亚级划分。在公路隧道按土质特性和工程特性分：岩质围岩分级级；土质围岩分级级。对岩质围岩和土质围岩分别采用不同的指标体系进行评定：岩质围岩基本指标为岩质的坚硬程度和完整程度，修正指标为地下水状态，主要软弱结构面产状及初始地应力状态。土质围岩分级指标体系宜根据土性差异而组成，粘土质围岩基本指标为潮湿程度。沙质土围岩基本指标为密实程度。修正指标潮湿程度。碎石土围岩基本指标为密实程度。至于膨胀土、冻土作为专门研究，这里暂不述。围岩分级指标体系中可用定性分析，也可用定量分析，但由于工地施工条件时间等因素，一般我们仅采用定性分析。下面我讲定性分析来确定围岩级别。1、确定岩性及风化程度。2、结构面发育，主要结构面结合程度，主要结构面类型，甚至产状倾角、走向结构面张开度，张裂隙。3、水的状况涌水量等。二、 岩石坚硬程度的定性划分1、坚硬岩：锤击声清脆、震手、难击碎，有回弹感，浸水后大多无吸水反应，如微风化的花岗岩正长岩，闪长岩，辉绿岩，玄武岩，安山岩，片麻岩，石英片麻岩，硅质板岩，石英岩，硅质胶结的砾岩，石英砂岩，硅质石灰岩等等。2、较坚硬岩：锤击声较清脆，有轻微回弹，稍震手，较难击碎，浸水后有轻微吸水反应。如未风化微风化的熔结凝灰岩、大理岩、板岩、白云岩、石灰岩、钙质胶结的砂岩等。3、较软岩：锤击声不清脆，无回弹，较易击碎，浸水后指甲可刻击印痕。如未风化微风化的凝灰岩，砂质泥岩，泥灰岩，泥质砂岩，粉砂岩，页岩等。4、软岩：锤击声哑，无回弹，有凹痕，多击碎，手可掰开。如强风化的坚硬岩，弱风化强风化的较坚硬岩，弱分化的较软岩，未风化的泥岩等。5、极软岩：锤击声哑，无回弹，有较深凹痕，手可捏碎，浸水后可捏成团，如全风化的各种岩类，各种半成岩。Rc岩石单轴饱和抗压强度、定性质与岩石的对应关系，一般Rc60MPa坚硬岩，Rc=6030 MPa为较坚硬岩；Rc=3 015MPa为较软岩；Rc=155MPa软岩；Rc5Mpa极软岩。也可用Rc=22.82Is(50)，Is(50)岩石点荷载强度指数。这里不多说。三、岩质围岩的完整度的定性划分这是根据岩体的结构状况来定性划分1、完整：节理裂隙，不发育，节理裂隙1-2组，平均间距1.0m层面结合好，一般。2、较完整：节理裂隙，不发育，节理裂隙1-2组，平均间距1.0m但层面结合差。但完整节理裂隙较发育，节理裂隙2-3组，平均间距1.0-0.4m之间层面结合一般。呈块状或厚层状结构。3、较破碎：a节理裂隙较发育，2-3组，平均间距1-0.4m，层间结合面差，裂隙块状或中厚层状结构；b.节理裂隙发育，组数3，平均间距0.40.2m，层间结合面好或者一般，多半是-1的断层，中、薄层状结构。4、破碎：a.节理裂隙发育，3组，平均间距0.40.2m，层间结合面差，裂隙为块状结构；b.节理极发育，间距3组，平均间距0.2m，层间结合面差，碎裂状结构。5、极破碎：节理裂隙极发育，组数是无序的，结合很差散体状结构。下面简单谈Kv值与岩体完整定性值的对应关系。Kv值是针对不同的工程地岩组或岩性段，选择代表性的点、段测定围岩弹性纵波速度，并在同一围岩段取样，测定岩石弹性纵波速度。Kv=(VPm/VPr)2，式中Vpm评价区域岩体的弹性纵波速度(Km/S), Vpr评价区域弹性岩面的弹性波纵波速度（Km/s），Kv0.75为完整。0.75-0.55为较完整，0.55-0.35为较碎，0.35-0.15为破碎，0.15为极破碎，如无Kv值，也可用岩体完整程度定性值的对应关系求得见下表Jv35Kv0.750.75-0.550.55-0.350.35-0.180.8定性质稍湿潮湿饱和五、围岩分级方法公路隧道岩质围岩是通过地质调查勘察试验等等方法和手段。根据取得围岩定性特征和基本质量指标(BQ)进行基本质量分级(BQ) 岩质围岩的基本质量指标，这是作为定量分析所用，暂不多述。地下水状态影响修正，一般淋雨状或涌流状水（水压0.1Mpa或单位出水量0.1Mpa，或单位出水量10L/min），在、围岩中，一般降一级，这是指岩质围岩还要视具体状况而定，岩层的产状、倾角初始地应力等对围岩稳定是有一定的影响，这里不多述了。1、岩质围岩一般分为级，有时可分为亚级，现在我仅对级基本定性分级。级围岩坚硬岩，岩体较完整，块状或厚层状结构，较坚硬岩岩体完整，块状或整体结构。级围岩坚硬岩：较破碎，结构面较发育，结合一般，整体结构或镶嵌碎裂结构或裂隙块状结构。较坚硬岩：岩体完整或较破碎，结构面较发育，结合好，块状结构。较软岩：岩体完整，结构面不发育，结合好或一般整体状或巨厚层状。级围岩坚硬岩，岩体破碎，结构面极发育，结合面一般或差，碎裂状结构：较坚硬岩：结构面发育结合好或一般，镶嵌碎裂结构。较软岩：岩体完整，结构面较发育，结合好或一般块状结构。软岩：岩体完整，结构不发育，结合好或一般，整体状或巨厚状结构。级围岩：坚硬岩及较坚硬岩，岩体破碎，结合面不好，较软岩：结构面发育，碎裂状结构或散体状结构，结合一般或差，极软岩(Rb=05Mpa)，结构面不发育或结构面较发育，但结合面较好。2、粘质土围岩基本指标定性分级，一般分、级。级为坚硬密实粘质土、黄土，液性IL0，级从坚硬硬塑可塑液性指数I L 00.75，一般坚硬，天然密度硬塑状粘质土、可塑状粘质土、黄土。级为软塑流塑状粘土，近软塑状及天然密度低，可塑状粘质土。3、砂质土围岩基本指标定性分级级：密实，压实或成岩作用砂质土，如定量，按标准贯入击数，N30。级：密实中密稍密，压密状态，稍湿至潮湿或胶结程度较好的砂质土，标准贯入锤击数1030。级：松散潮湿，呈饱和状态的粉细沙土等砂质土。4、碎石土围岩基本指标定性分极方法级：密实，一般钙质、铁质胶结的碎石土，卵石土，大块石土。级：密实中密稍密，稍湿至潮湿且较松散的碎石土、卵石土、圆砾、角砾土。特别对于土质围岩水的影响是大的。具体情况具体对待予以评定。