工程岩体分类

1、岩体力学Rock Mass Mechanics第五章：工程岩体分类Classification of Engineering Rock Massp本章内容本章内容n5.1 概述n5.2 工程岩体分类的目的与原则n5.3 工程岩体代表性分类简介n5.4 我国工程岩体分级标准（GB50218-94）p基本要求基本要求n了解工程岩体分类的目的与原则n理解工程岩体代表性分类方法n掌握我们工程岩体分级标准本章内容及基本要求试验所得数据如何评价岩体工程问题？评价岩体质量的综合因素?工程类比法的评价体系(同一岩体，不同工程)简单的单参数到多参数的分类定性到半定量、定量的分类 分类考虑因素：强度（单轴），结构

2、面，地质的赋存条件，地下水和地应力的影响以及岩体的自稳时间等等。5.1 概述有代表性的分类方法p岩石饱和单轴抗压强度分类p岩石RQD分类p我国的国标“工程岩体分级标准” 目前，国内外有几十种分类方法，每种分类都有各自的优点和相应的适用条件。5.1 概述 岩体复杂、理论不完善、靠经验。岩体复杂、理论不完善、靠经验。从定性和定量两个方面来评价岩体的工程性质，根据工程类型及使用目的对岩体进行分类，这也是岩体力学中最基本的研究课题。1 1、分类的目的、分类的目的（1）为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据。（2）便于施工方法的总结，交流，推广。（3）为便于行业内技术改革和管理。5

3、.2 工程岩体分类的目的及原则p5.2.1 工程岩体分类的目的（1）有明确的类级和适用对象类级和适用对象（哪些部门？哪 些工程？）。（2）有定量的指标定量的指标，以便应用中减小人为因素。（3）分级不宜过多或过少分级不宜过多或过少，一般分46级为宜。（4）分类方法应简单明了、分类的参数便于易现场获取，且参数所赋予的数字便于记忆和应用。（5）根据适用对象，选择考虑因素。趋势：趋势：“综合特征值”分类法 5.2 工程岩体分类的目的及原则p5.2.2 工程岩体分类的原则在分类中起主导和控制作用的有如下几方面因素： 1 1、岩石材料的质量、岩石材料的质量。主要表现在岩石的强度和变形性质方。主要表现在岩石

4、的强度和变形性质方面。面。 （单轴抗压强度（单轴抗压强度/ /现场点载荷试验）现场点载荷试验）2 2、岩体的完整性、岩体的完整性。岩体完整性取决于不连续面的组数和密度。可用结构面频率、间距、岩芯采取率、岩石质量指标RQD以及完整性系数作为定量指标进行描述。这些定量指标是表征岩体工程性质的重要参数。（弹性波速试验、结构面统计特征） 5.2 工程岩体分类的目的及原则p5.2.3 分类的独立因素 结构面条件。包括结构面产状、粗糙度和充填情况。岩体的工程性质主要取决于结构面的性质和分布状态以及其间的充填物性质。 岩体及结构面的风化程度。风化程度越高，岩体越破碎，强度越低 。 （花岗岩风化程度研究程度较

5、深，标贯击数风化程度）4 4、地下水的影响。渗流，软化，膨胀，崩解，静、动水压、地下水的影响。渗流，软化，膨胀，崩解，静、动水压力等。力等。 5 5、地应力。地应力难于测定，它对工程的影响程度也难于、地应力。地应力难于测定，它对工程的影响程度也难于确定，因此，其影响一般在综合因素中反映。确定，因此，其影响一般在综合因素中反映。 其中：岩性是最重要因素 5.2 工程岩体分类的目的及原则p5.2.3 分类的独立因素本节内容：1、按岩石的单轴抗压强度分类（单轴抗压强度，点荷载指标）单因素指标2、按巷道岩石稳定性分类（斯梯尼，前苏联巴库地铁） 单因素指标3、按岩体完整性分类（岩石质量指标RQD、弹性波

6、波速） 单因素指标4、按岩石综合指标分类（费兰克林岩石工程分类、岩体的岩土力学分类、巴顿隧道工程的Q分类）5.3 工程岩体代表性分类简介 用岩块单轴抗压强度进行分类，简单、早期，因此在工程上采用了较长的时间(普氏系数f)。没考虑软弱结构面影响，目前已很少使用。（一）岩石单轴抗压强度分类（一）岩石单轴抗压强度分类(表5-1)5.3 工程岩体代表性分类简介p5.3.1 按岩石的单轴抗压强度RC分类 由于岩石点荷点荷载试验可在现场载试验可在现场测定测定，数量多而数量多而简便简便，所以用点荷载强度指标分类得到重视。由伦敦地质学会与伦敦地质学会与费兰克林费兰克林（FranklinFranklin）等）等

7、人人提出，见图5-1。（二）以点荷载强度指标分类（二）以点荷载强度指标分类5.3 工程岩体代表性分类简介p5.3.1 按岩石的单轴抗压强度RC分类2 2、按巷道岩石稳定性分类、按巷道岩石稳定性分类 （一）斯梯尼（一）斯梯尼( (StiniStini) )分类分类 1950年，根据巷道围岩的稳定性进行分类，如表5-2所示。5.3 工程岩体代表性分类简介p5.3.2 按巷道岩石稳定性分类 根据岩石抗压强度、工程地质条件和开挖时岩体稳定破坏现象，并给出建议措施，分四类，表5-3。（二）前苏联巴库地铁分类（二）前苏联巴库地铁分类5.3 工程岩体代表性分类简介p5.3.2 按巷道岩石稳定性分类（一）按岩

8、石质量指标（一）按岩石质量指标 RQD RQD 分类（迪尔分类（迪尔19631963年提出年提出RQDRQD） （Rock Quality DesignationRock Quality Designation） RQD是选用坚固完整的、其长度大于等于10mm的岩芯总长度与钻孔长度的比，百分数表示为（RQD以修正的岩芯采取率来确定）： 工程实践说明，RQD是一种比岩芯采取率更好的指标。5.3 工程岩体代表性分类简介p5.3.3 按岩体完整性分类岩芯采取率：采取岩芯总长度与钻孔在岩层中的长度之比。例：某钻孔的长度为250cm，其中岩芯采取总长度为200cm，而大于10cm的岩芯总长度为157cm

9、(图5-2)，则 岩 芯 采 取 率 ：200/250=80% RQD=157/250=63%5.3 工程岩体代表性分类简介p5.3.3 按岩体完整性分类用用RQDRQD值来描述岩石的质量值来描述岩石的质量-分级（表分级（表5-45-4）5.3 工程岩体代表性分类简介p5.3.3 按岩体完整性分类（二）以弹性波（纵波）速度分类（二）以弹性波（纵波）速度分类依据：依据：弹性波变化能反映岩体结构特性和完整性。 中科院地质所根据他们对岩体结构的分类，列出了弹性波在各类岩体中传播特性，如表5-5。5.3 工程岩体代表性分类简介p5.3.3 按岩体完整性分类 日本池田和彦1969年提出了日本铁路隧道围岩

10、强度分类。首先按岩质分六类，再根据弹性波在岩体中速度，将围岩强度分七类。（表5-6）5.3 工程岩体代表性分类简介p5.3.3 按岩体完整性分类将岩块强度（点荷载点荷载强度指标强度指标）与岩体结岩体结构面间距构面间距综合考虑，双因素分类，分6类。图5-3。（一）弗兰克林岩石工程分类（一）弗兰克林岩石工程分类5.3 工程岩体代表性分类简介p5.3.4 按岩体综合指标分类（二）岩体的岩土力学分类（二）岩体的岩土力学分类 由毕昂斯基(Bieniaski1974)提出“综合特征值”RMR值分类，0RMR90KV+30，代RC90KV+30 当KV0.04 RC+0.4，代KV0.04 RC+0.4b.

11、b.按计算所得的按计算所得的BQBQ值分级见表值分级见表5-185-18（分为（分为5 5级）级） 5.4 我国工程岩体分级标准（GB50218-94） p5.4.1 工程岩体分级的基本方法 5.4 我国工程岩体分级标准（GB50218-94） p5.4.1 工程岩体分级的基本方法 （3 3）结合工程情况，计算岩体基本质量指标修）结合工程情况，计算岩体基本质量指标修正值正值BQBQ，并按表5-18的指标值确定本工程的工程岩体级别。 BQBQ100(K1+K2+K3) K1，K2，K3值，可分别按表5-19、5-20、5-21确定。无表中所列情况时，修正系数取零。 BQ出现负值时，应按特殊问题处

12、理。5.4 我国工程岩体分级标准（GB50218-94） p5.4.1 工程岩体分级的基本方法 5.4 我国工程岩体分级标准（GB50218-94） p5.4.1 工程岩体分级的基本方法 5.4 我国工程岩体分级标准（GB50218-94） p5.4.1 工程岩体分级的基本方法 （1 1）岩体物理力学参数的选用）岩体物理力学参数的选用 工程岩体基本级别一旦确定以后，可按表5-22选用选用岩体的物理力学参数岩体的物理力学参数以及按表5-23选用岩体结构面抗剪岩体结构面抗剪断峰值强度参数断峰值强度参数。5.4 我国工程岩体分级标准（GB50218-94） p5.4.2 工程岩体分级标准的应用5.4 我国工程岩体分级标准（GB50218-94） p5.4.2 工程岩体分级标准的应用（2 2）地下工程岩体自稳能力的确定）地