岩体工程分类

1、岩体工程分类岩体工程分类 1 岩体分类的目的岩体分类的目的 1 将岩体分成形态类似的组；将岩体分成形态类似的组； 2 对了解岩体特性提供可靠的依据；对了解岩体特性提供可靠的依据； 3 对解决实际工程问题，提供必要的定量数据，以对解决实际工程问题，提供必要的定量数据，以便进行岩石工程的规划和设计；便进行岩石工程的规划和设计； 4 为学术交流提供有效的共同基础。为学术交流提供有效的共同基础。 基本要求：基本要求： 1 条款简单明确；条款简单明确；2 以容易测量的实测参数为基础。以容易测量的实测参数为基础。 1 确定类级的目的和使用对象；2 分类应该是定量的，以便于用在技术计算和制定定额上；3 分类

2、的级数应合适，不宜太多或太少，一般都分为56级；4 工程岩体分类方法与步骤应简单明了，数字便于记忆，便于应用；5 由于目的、对象不同，考虑的因素也不同。各个因素应有明确的物理意义，并且还应该是独立的影响因素。一般来说，为各种工程服务的工程岩体分类须考虑：节理和岩块的工程质量、风化程度、地下水、岩体的各种物理力学参数、地应力、工程规模和施工条件。2 .岩体分类的现状岩体分类的现状 按包含因素多少：单因素分类法、多因素分类法按包含因素多少：单因素分类法、多因素分类法 按目的：综合性分类法、专题性分类法按目的：综合性分类法、专题性分类法 3.按岩石质量指标按岩石质量指标RQD分类分类（Deere 1

3、963年提出并完善）年提出并完善） %100cm10RQDLll 岩芯单节长，岩芯单节长，cm10L同一岩层中的钻孔长度同一岩层中的钻孔长度 国内现状；国内现状； 国外现状。国外现状。表表4-7 按按RQD大小的岩体工程分级大小的岩体工程分级 岩石的RQD与岩石完整性关系密切，RQD与体积节理数Jv之间存在以下统计关系：等等 级级RQD (%)工程分工程分级级90100极好的极好的7590好的好的5075中等的中等的2550差的差的025极差的极差的)100, 5 . 4(3 . 3115RQDJJRQDvv对于4. 按岩体弹性波（纵波）速度分类按岩体弹性波（纵波）速度分类 表表4-8 4-8

4、 日本铁路隧道围岩分类日本铁路隧道围岩分类日本池田和野日本池田和野1969年提出。年提出。岩质分级表岩质分级表 5. 节理岩体的节理岩体的RMR分类方法分类方法 该法是由南非的该法是由南非的 Bieniawski 在在1976年提出后经年提出后经过多次修改过多次修改，逐渐趋于完善的一种综合分类方法。逐渐趋于完善的一种综合分类方法。 分类依据下列参数：分类依据下列参数：(1) 完整岩石材料的强度；完整岩石材料的强度； (2) 岩石质量指标（岩石质量指标（RQD）；）； (3) 节理间距；节理间距； (4) 节理状况；节理状况； (5) 地下水状况。地下水状况。 表表4-9 4-9 节理岩体的节理

5、岩体的RMRRMR分类标准分类标准表表4-10 4-10 按节理产状修正评分值按节理产状修正评分值节理走向和倾向节理走向和倾向非常有利非常有利有有 利利一一 般般不不 利利非常不利非常不利评分评分修正值修正值隧道隧道0-2-5-10-12地基地基0-2-7-15-25边坡边坡0-5-25-50-60表表4-12 4-12 节理走向和倾角对隧道开挖的影响节理走向和倾角对隧道开挖的影响走走 向向 垂垂 直直 于于 隧隧 道道 轴轴 线线走向平行于走向平行于隧道轴线隧道轴线不论什不论什么走向么走向沿沿 倾倾 向向 掘掘 进进反反 倾倾 向向 掘掘 进进 倾角倾角 倾角倾角 倾角倾角 倾角倾角 倾角倾

6、角 倾角倾角倾角倾角4545o o9090o o2020o o4545o o4545o o9090o o2020o o4545o o4545o o9090o o2020o o4545o o 0 0o o2020o o非常有利非常有利有利有利一般一般不利不利非常有利非常有利一般一般不利不利表表4-11 RMR4-11 RMR岩体分类级别的含义岩体分类级别的含义分类级别分类级别质量描述质量描述非常好的非常好的岩体岩体好岩体好岩体一般岩一般岩体体差岩体差岩体非常差的岩非常差的岩体体评评 分分 值值1008180616041402130020030015020010015045404535403035

7、30 地下开挖体未支护跨度的稳定时间与地下开挖体未支护跨度的稳定时间与RMRRMR指标的关系指标的关系 6. 隧道质量指标隧道质量指标Q SRFRQDQwarnJJJJ分类指标分类指标Q Q的计算公式的计算公式Jn 节理组数；节理组数；Jr 节理粗糙度系数；节理粗糙度系数；Ja 节理蚀变影响系数；节理蚀变影响系数；Jw 节理水折减系数；节理水折减系数；SRF 应力折减系数。应力折减系数。RQDJn 岩块尺寸岩块尺寸 Jr / Ja 岩块间的剪切强度岩块间的剪切强度 Jw / SRF 主动应力主动应力 开挖体的支护比开挖体的支护比高度（米）高度（米）开挖体的跨度、直径或开挖体的跨度、直径或De

8、为了把隧道质量指标与开挖体的形态和支护要为了把隧道质量指标与开挖体的形态和支护要求联系起来，又规定了一个附加参数，称为开挖体求联系起来，又规定了一个附加参数，称为开挖体的的当量尺寸当量尺寸De 开挖体支护比取值开挖体支护比取值 表表4-13 4-13 隧道质量指标隧道质量指标QQ详细分类标准详细分类标准项目及详细分类项目及详细分类数数 值值备备 注注1 1 岩石质量指标岩石质量指标RQD(%)1 在实测或报告中，在实测或报告中，若若RQD10（包括（包括0）时，则）时，则Q名义上名义上取取10。2 RQD隔隔5选取就选取就足够精确，例如取足够精确，例如取100，95，90等等。 A A 很差很

9、差025 B B 差差2550 C C 一般一般5075 D D 好好7590 E E 很好很好901002 2 节理组数节理组数Jn1 对于巷道交叉口，对于巷道交叉口，取（取（3Jn）。）。2 对于巷道入口处对于巷道入口处，取（，取（2Jn）。）。 A A 整体性岩体，含少量节理或不含节理整体性岩体，含少量节理或不含节理0.51.0 B B 一组节理一组节理2 C C 一组节理，再加些紊乱的节理一组节理，再加些紊乱的节理3 D D 两组节理两组节理4 E E 两组节理，再加些紊乱的节理两组节理，再加些紊乱的节理6 F F 三组节理三组节理9 G G 三组节理，再加些紊乱的节理三组节理，再加些

10、紊乱的节理12 H H 四组或四组以上的节理，随机分布特别发四组或四组以上的节理，随机分布特别发育的节理，岩体被分成育的节理，岩体被分成方糖方糖块，等等块，等等15 I I 粉碎状岩石，泥状物粉碎状岩石，泥状物20表表4-13 4-13 隧道质量指标隧道质量指标QQ详细分类标准详细分类标准根据根据Q指标的大小把岩体分成九类，分别描述为异常差、指标的大小把岩体分成九类，分别描述为异常差、极差、很差、差、一般、好、很好、极好、异常好极差、很差、差、一般、好、很好、极好、异常好 1）不支护；）不支护； 2）局部锚杆；）局部锚杆； 3）系统锚杆；）系统锚杆；4）系统锚杆及）系统锚杆及40-100mm厚

11、的无纤维喷射混凝土；厚的无纤维喷射混凝土；5）50-90mm后的纤维喷射混凝土及锚杆；后的纤维喷射混凝土及锚杆； 6）90-120mm后的纤维喷射混凝土及锚杆；后的纤维喷射混凝土及锚杆；7）120-150mm后的纤维喷射混凝土及锚杆；后的纤维喷射混凝土及锚杆；8）150mm以上的纤维喷射混凝土、钢拱架、锚杆；以上的纤维喷射混凝土、钢拱架、锚杆；9）模注混凝土）模注混凝土RMR比较重视结构面的方位和倾角，但未考虑到岩体的应力。比较重视结构面的方位和倾角，但未考虑到岩体的应力。 Q系统不考虑节理方位，但考虑了最不利节理组的特性，粗系统不考虑节理方位，但考虑了最不利节理组的特性，粗糙度和蚀变影响均代

12、表了岩体的抗剪强度。糙度和蚀变影响均代表了岩体的抗剪强度。 RMR与与Q系统的优缺点系统的优缺点二者都认为结构面方位和倾角的影响都远比通常预想的要小。二者都认为结构面方位和倾角的影响都远比通常预想的要小。 RMR=9logeQ+44 二者关系：二者关系：使用条件：使用条件：RMR适合于浅埋的坚硬岩体；适合于浅埋的坚硬岩体；Q系统的适用范围更广，也可用于破碎的软弱富含水岩体。系统的适用范围更广，也可用于破碎的软弱富含水岩体。7. 我国工程岩体分级标准（我国工程岩体分级标准（GB50218-94） 1 1 工程岩体分级的基本方法工程岩体分级的基本方法 22prpmvVVK 分类指标：岩石的坚硬程度

13、；岩体的完整性分类指标：岩石的坚硬程度；岩体的完整性岩石的坚硬程度岩石的坚硬程度用岩石饱和单轴抗压强度衡量，用岩石饱和单轴抗压强度衡量，加工标准试件，按饱和强度测定方法，在室内用压加工标准试件，按饱和强度测定方法，在室内用压力机测定。力机测定。岩体的完整性岩体的完整性用岩体完整性系数衡量，用声用岩体完整性系数衡量，用声波仪测定，按以下公式计算波仪测定，按以下公式计算若没有条件测定波速，也可用单位岩体中的节理数求若没有条件测定波速，也可用单位岩体中的节理数求knvSSSSJ21Sn第第n组节理每米长测线上的条数；组节理每米长测线上的条数；Sk每立方米岩体非成组节理条数。每立方米岩体非成组节理条数

14、。 表表4-15 4-15 J Jv v与与K Kv v对照表对照表Jv（条（条/m3）35Kv0.750.750.550.550.350.350.15550坚硬岩，岩体较完整；坚硬岩，岩体较完整；较坚硬岩，岩体完整较坚硬岩，岩体完整550451坚硬岩，岩体较破碎；坚硬岩，岩体较破碎；较坚硬岩或软硬岩互层，岩体较完整；较坚硬岩或软硬岩互层，岩体较完整；较软岩，岩体完整较软岩，岩体完整450351坚硬岩，岩体破碎；坚硬岩，岩体破碎；较坚硬岩，岩体较破碎较坚硬岩，岩体较破碎破碎；破碎；较软岩或软硬岩互层，且以软岩为主，较软岩或软硬岩互层，且以软岩为主，岩体较完整岩体较完整较破碎；较破碎；软岩，岩体

15、完整软岩，岩体完整较完整较完整350251较软岩，岩体破碎；较软岩，岩体破碎；软岩，岩体较破碎软岩，岩体较破碎破碎；破碎；全部极软岩及全部极破碎岩全部极软岩及全部极破碎岩250岩体基本质量指标修正值岩体基本质量指标修正值BQ 321100KKKBQBQ K K1 1地下水影响修正系数；地下水影响修正系数；K K2 2主要软弱结构面产状影响修正系数；主要软弱结构面产状影响修正系数；K K3 3初始应力状态影响修正系数。初始应力状态影响修正系数。 主要软弱结构面产状影响修正系数主要软弱结构面产状影响修正系数K K2 2结构面产状及结构面产状及其与洞轴线的其与洞轴线的组合关系组合关系结构面走向与洞轴

16、结构面走向与洞轴线夹角线夹角60结构面倾角结构面倾角75其他组合其他组合K20.40.600.20.20.4地下水影响修正系数地下水影响修正系数K K1 1BQ地下水出水状态地下水出水状态450450351350251550550451450351350251370.222坚硬坚硬较坚硬岩，结合一般；较坚硬岩，结合一般；较软岩，结合好较软岩，结合好37290.220.123坚硬坚硬较坚硬岩，结合差；较坚硬岩，结合差；较软岩较软岩软岩，结合一般软岩，结合一般29190.120.084较坚硬较坚硬较软岩，结合差较软岩，结合差结合很差；结合很差；软岩、结合差；软岩、结合差；软质岩的泥化面软质岩的泥化

17、面19130.080.055较坚硬岩及全部软质岩，结合很差；较坚硬岩及全部软质岩，结合很差；软质岩泥化层本身软质岩泥化层本身130.05地下工程岩体自稳能力地下工程岩体自稳能力岩体级别岩体级别自稳能力自稳能力跨度小于跨度小于20m，可长期稳定，偶有掉块，无塌方，可长期稳定，偶有掉块，无塌方跨度跨度1020m，可基本稳定，局部可发生掉块或小塌方；，可基本稳定，局部可发生掉块或小塌方；跨度小于跨度小于10m，可长期稳定，偶有掉块，可长期稳定，偶有掉块跨度跨度1020m，可稳定数日至一个月，可发生小至中塌方；，可稳定数日至一个月，可发生小至中塌方；跨度跨度510m，可稳定数月，可发生局部块体位移及小

18、至中塌方，可稳定数月，可发生局部块体位移及小至中塌方；跨度小于跨度小于5m，可基本稳定，可基本稳定跨度大于跨度大于5m，一般无自稳能力，数日至数月内可发生松动变形、，一般无自稳能力，数日至数月内可发生松动变形、小塌方、进而发展为中至大塌方。埋深小时，以拱部松动破坏为小塌方、进而发展为中至大塌方。埋深小时，以拱部松动破坏为主，埋深大时，有明显塑性流动变形和挤压破坏；主，埋深大时，有明显塑性流动变形和挤压破坏；跨度小于跨度小于5m，可稳定数日至一个月，可稳定数日至一个月无自稳能力无自稳能力1 采用多因素综合指标的岩体分类。在分类中力求充分考虑各种因素的影响和相互关系，重视岩体的不连续性，把岩体的结构和岩石质量因素作为影响岩体质量的主要因素和指标；2 向定性和定量相结合的方向发展；3 利用简易岩体力学测试