关于工程岩体分级方法的综述

1、.：.；关于工程岩体分级方法的综述摘要：综合分析我国现行的工程岩体分级特征，重点引见岩体分级规范在根据岩石的强度、岩体的完好性、地下水条件、初应力情况等多方面要素下进展岩体分级，从而指点实地工程建立，并讨论与分类法和RR分类法的关系，在开展中他们有趋于一致和向国际规范接轨的趋势。关键字：工程岩体分级；国标；岩体根本质量1.1 岩体分级的重要性随着科学技术的不断提高和土地资源的日益减少，水利水电、铁道、交通、矿山、工业与民用建筑等各种类型、不同用途的岩体工程逐渐增多。质量高、稳定性好的岩体，不需求或只需求很少的加固支护措施，就可以保证工程施工和运用的平安；质量差、稳定性不好的岩体，经常会给工程的

2、施工和运用带来诸多的平安隐患，甚至会在工程的施工和运用过程中出现地质灾祸，需求采取复杂加固措施来保证工程施工和运用的平安8。因此，在工程建立中，准确而及时地进展工程岩体的稳定性判别，对于保证工程施工和运用的平安具有非常重要的意义。. 经过岩土工程界半个世纪的努力，目前岩体分级目的已构成了国标体系。自上世纪5060年代开场，工程岩体分级问题引起了国外岩土工程界的广泛关注。国外学者提出了许多工程岩体分级方法，并在工程中得到了不同程度的运用。自上世纪70年代以后，国内的岩土工程界也开场了工程岩体分级方法的研讨，以谷德振、黄鼎成6等为代表，在学习和消化国外研讨成果，总结工程阅历的根底上，提出了一些工程

3、岩体分级方法，制定了相应的工程岩体分级行业规范，为我国经济建立的快速和安康开展作出了很大的奉献。自上世纪90年代以来，对国内外的研讨成果及工程阅历进展了系统的总结，构成了如今它是由水利部、建立部、铁道部等部门组织有关单位共同起草制定的适用于各种岩体工程的一致分级方法。属于国家最高层次的根底规范，适用于各行业、各种类型岩石工程的岩体分级，是制定各行各业岩体分级规范的根本根据。1.3 岩体分级规范多属于综合分级，思索岩石的强度、岩体的完好性、地下水条件、初应力情况等多方面要素。岩体分级规范是一种多要素多目的、定性与定量相结合的分级方法,它分两步对工程岩体定级，即：先对岩体的根本质量划分级别，根据岩

4、体固有并独立于工程类型的地质属性岩石巩固程度和岩体完好程度两个根本要素确定岩体根本质量的定性特征和定量目的,进而综合确定岩体质量级别,按照其稳定性分为5级,；再针对岩体的详细条件做出修正，根据各类工程特点,思索影响工程岩体根本质量的其他重要要素，利用地下水条件、岩体主要脆弱构造面产状和初应力形状对岩体根本质量的影响等修正系数,对岩体根本质量(BQ值)进展修正,再确定详细工程岩体级别。1.4 国家规范的制定过程中均已思索到了同国际接轨8。国外工程岩体分级较早，在进入20世纪70年代后,岩体的分类就已由定性向定量、由单要素(单目的)向多要素(或多目的)方向开展。我国对岩体质量评价研讨开展的比较晚，

5、工程岩体分级国标规范在制定时，充分综合思索国内与国外岩体分级开展成果，防止单因数的局限性及定性的不确定性，同国际接轨。综述特征.1思索要素国标分级采用分两步走的方法进展工程岩体分级，即:先对岩体的根本质量划分级别;再针对岩体的详细条件作出修正，确定工程岩体级别。国标分级采用定性与定量相结合、阅历判别与测试计算相结合的方法进展。根本质量分级主要思索岩石的巩固程度和岩体的完好程度2个分级要素。岩石的巩固程度的定量目的用岩块的饱和单轴抗压强度Rc表征；其定性目的是在现场经过锤击岩石声音的洪亮程度、击碎难易程度、锤击回弹情况以及吸水反映情况来确定。岩体的完好程度的定量目的用岩体完好性系数Kv值，即岩体

6、与岩块弹性波波速之比的平方来表征；定性目的是在现场经过调查构造面的组数、平均间距、张开度、充填物情况来确定。各种工程岩体在初步定级时，可直接采用按根本质量确定的级别，详细定级时，应结合不同工程类型的特点，思索各种影响要素进展修正。因此需求思索的修正要素还有：地下水、主要脆弱构造面及其产状与地下酮室轴线的关系、初始应力形状的影响等等。根据各方面的工程阅历，分别列表对这些影响要素给出修正系数：k1，k2，k3，按照以下公式计算岩体根本质量目的的修正值，由此修正值就可以最终确定地下工程岩体的级别。k1经过对地下水的渗漏形状，并进一步根据水压大小和单位出水量，结合所在范围，查表计算。主要脆弱构造面及其

7、产状与地下酮室轴线关系的影响要素k2根据现场实地勘察岩石构造面产状和与洞轴线夹角得出。初始应力影响修正因k3素也要经过现场测定查表计算，因测试技术要求很高，破费较大，在无实测资料时应如何评价岩体初始应力形状，除少数艰苦工程工程外，只能靠分析、评价来确定。如上图1分级要素。图1 岩体分级思索要素.定级方法对岩体进展初步定级，岩体根本质量目的BQ值计算公式：BQ=90+3Rc+250Kv。岩石单轴饱和抗压强度Rc，当无法获得实测值时，可根据实测的岩石点荷载强度指数I 0.75S(50) 1 , RC=22.82I 0.75S(50)，RC=3060MPa较硬, 1530较软, 515软岩, 0.7

8、5完好 或当体积节理数JV3条/m3KV=0.550.75较完好 (或当体积节理数JV=310条/m3)KV=0.350.55较破碎 (或当体积节理数JV=1020条/m3)KV=0.350.15破碎 (或当体积节理数JV=2035条/m3)KV35条/m3)由BQ=90+3Rc+250Kv，岩体初步分为(BQ 550)、(BQ=50451)、0351、BQ=350251、BQ250共五级。当工程中遇到地下水、岩体稳定性受脆弱构造面影响时，应该结合不同工程类型的特点，进展详细分级，思索各种影响要素进展修正K1：地下水影响修正系数, K2：主要脆弱构造面产状影响修正系数, K3：初始应力形状影响

9、修正系数等。BQ=BQ一100(k1+k2+k3)，凭此判别岩体所处分级，并在实践工程中对岩体进展处置。其中K1、K2、K3分别按表二、表三、表四来确定。BQ出现负值时，应按特殊情况处置。表二： 地下水影响修正系数K1 BQ450450351350251250潮湿或点滴状出水 00.10.20.30.40.6淋雨状或涌流出水，水压0.1MPa或者单位出水量10L/minm 0.10.20.30.40.60.70.9淋雨状或涌流出水，水压0.1MPa或者单位出水量10L/minm0.20.40.60.70.91.0 表三：主要脆弱构造面产状影响修正系数K2构造面产状及其与洞轴线的组合关系构造面走

10、向与洞轴线夹角30构造面倾角3075构造面走向与洞轴线夹角60构造面倾角75 其他情况 K20.40.600.20.20.4 表四：初始应力形状影响修正系数K3BQ550550451450351350251250极高应力区1.01.01.01.51.01.51.0高应力区0.50.50.51.00.51.00.53与Q系统分类法和RR系统分类法的关系 3.1Q系统分类与RR分类方法1974年挪威学者巴顿、利恩与伦德提出了Q系统分类方法2，它主要思索了岩体质量目的RQD、节理组数Jn、节理面粗糙度Jr、节理蚀变程度Ja、裂隙水影响要素Jw以及地应力影响要素名及尸等6项目的。其计算公式为Q(RQD

11、/Jn)(Jr/Ja)(Jw/SRF)。其中岩体质量目的RQD根据钻孔岩芯长度统计得出，其他5项目的都给出了相应的表格，可以查表得出。在Q分类系统中，岩体质量目的Q值的范围为0.0011000，据此将岩体分为9级。地质力学RR分类方法由比尼奥斯基于1973一1975年间提出2。天入扭分类方法共有6个根本参数：岩块单轴抗压强度、岩体质量目的RQD、节理间距、节理面性状、地下水条件及节理产状。6个根本参数都经过表格给出了相应的评分值，岩体的RR评分值由这6个根本参数的评分值总和构成。根据RR评分值将岩体分为5级。3.2三种方法比较Q系统分类方法除了岩体质量目的RQD外，其他5项目的都是根据现场调查

12、的描画查表得出，它根本上是一个定性的分类方法，需求有阅历的地质人员参与，客观随意性较大。地质力学RR分类方法有3个根本参数是定量的，另3个根本参数是定性的，是一个半定量、半定性方法，仍需求有阅历的地质人员参与。上述两种方法的优点是除岩块的单轴抗压强度外不需测试其他参数，方法比较简单。国标是一个定性与定量相结合、阅历判别与测试计算相结合的方法。定性分级只需进展现场调查，定量分级也只需进展单轴抗压强度、岩体与岩块弹性波波速的测试。比较这3种方法，根据大量实测数据的统计分析，工程岩体质量目的BQ值与Q系统分类目的Q值呈指数关系，如下 。表四为国标级别、BQ、值的关系。从表二中可以看出国标分级和Q系统

13、分级的对应关系是比较好的。国标I级相当于Q系统的2级上半级以上，为极好、特别好的岩体。国标V级相当于Q系统的6级及6级以下为坏到特别坏的岩体。其他别两者相差约半级。表四 国标与Q系统关系表工程岩体质量目的BQ值与地质力学分类RR值呈线性关系2，其关系式为BQ=0.089RR+21.378，国标I级相当于RR的级上到I级，国标V级相当于RR的级到V级，其他各级别两者相差约半级。国标分级与RR分类同属5级分类法，但是RR分类法思索的范围比较广，覆盖的面比较大，然而特别好和特别坏的岩体再细分，对工程意义不大，故将特别好和特别坏的分别归结到I级和V级中。Q系统分类法为9级分类法，分得更细，特别是比较差

14、的岩体，所以国标分级V级包含了Q系统分类法的6一9级。 岩体分级规范的实例分析某隧道洞口附近的围岩，实地勘察岩体较破碎，属较巩固岩，岩石单轴饱和抗压强度为50 MPa，在现场做岩体波速实验=4.0kms，在室内对岩块进展波速实验=5.6kms，地下水影响修正系数为0.2，主要脆弱构造面产状影响修正系数为0.3，初始应力形状影响修正系数为0.5。根据对该工程岩体质量进展详细定级：Kv=(/)2=(4.0/5.6)2=0.510BQ=90+3Rc+250Kv =90+350+2500.510=368 初步定级为级。而BQ=BQ-100(K1+K2+K3)=90+350+2500.5-100(0.2

15、+0.3+0.5)=368-100=268 详细定级为级。根据定级结果，由于该隧道属于较巩固岩，岩体较为破碎，思索该隧道重要性，因此该隧道洞口附近围岩按四级规范对应的防护加固方案进展防护 ，确保隧道稳定，提高平安系数。5 结语本文在查阅大量相关岩体分级文献根底上，对岩体分级中的一些问题进展了归纳和总结，力求系统、详尽和全面。鉴于笔者程度和掌握的资料有限，有些表达能够不够全面和妥当，有些观念也有待进一步完善。参考文献1 董学晨.的编制, 1991,人民长江第22卷12期.2 蔡斌,喻勇,吴晓铭.与Q分类法、RMR分类法及变形参数估算J.岩石力学与工程学报,2001,20(增): 1677-1679.3 郝哲. 对我国现行岩体分级系统的综述和建议,金属矿山, 2005,总第351期2005年第9期.4 蔡斌, 国标运用中的几个问题, 武汉