隧道围岩分级及其主要力学参数

地道围岩分级及其主要力学参数一、一般规定在公路勘探设计过程中，是依据周边岩体或土体的稳固特征进行围岩分级的。围岩分Ⅰ～Ⅵ级，因为每级间范围较大，施工阶段对Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ基本级别，再进行亚级区分。在公路地道按土质特征和工程特征分：岩质围岩分级——Ⅰ～Ⅴ级；土质围岩分级Ⅳ～Ⅵ级。对岩质围岩和土质围岩分别采纳不一样的指标系统进行评定：岩质围岩基本指标为岩质的坚硬程度和完好程度，修正指标为地下水状态，主要脆弱构造面产状及初始地应力状态。土质围岩分级指标系统宜依据土性差别而构成，黏土质围岩基本指标为湿润程度。沙质土围岩基本指标为密实程度。修正指标湿润程度。碎石土围岩基本指标为密实程度。至于膨胀土、冻土作为特意研究，这里暂不述。围岩分级指标系统中可用定性剖析，也可用定量剖析，但因为工地施工条件时间等要素，一般我们仅采纳定性剖析。下边我讲定性剖析来确立围岩级别。1、确立岩性及风化程度。2、构造面发育，主要构造面联合程度，主要构造面种类，甚至产状倾角、走向构造面张开度，张裂隙。3、水的状况涌水量等。二、岩石坚硬程度的定性区分1、坚硬岩：锤击声洪亮、震手、难击碎，有回弹感，浸水后大多无吸水反响，如细风化的花岗岩——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：锤击声较洪亮，有稍微回弹，稍震手，较难击碎，浸水后有稍微吸水反响。如未风化～细风化的熔结凝灰岩、大理岩、板岩、白云岩、石灰岩、钙质胶结的砂岩等。3、较软岩：锤击声不洪亮，无回弹，较易击碎，浸水后指甲可刻击印痕。如未风化～细风化的凝灰岩，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，如全风化的各样岩类，各样半成岩。Rc——岩石单轴饱和抗压强度、定性质与岩石的对应关系，一般Rc＞60MPa——坚硬岩，Rc=60～30MPa为较坚硬岩；Rc=30～15MPa为较软岩；Rc=15～5MPa软岩；Rc＜5Mpa极软岩。也可用Rc=(50)，Is(50)——岩石点荷载强度指数。这里不多说。三、岩质围岩的完好度的定性区分这是依据岩体的构造状况来定性区分1、完好：节理裂隙，不发育，节理裂隙1-2组，均匀间距>层面联合好，一般。2、较完好：节理裂隙，不发育，节理裂隙1-2组，均匀间距但层面联合差。但完好节理裂隙较发育，节理裂隙2-3组，均匀间距之间层面联合一般。呈块状或厚层状构造。3、较破裂：a节理裂隙较发育，2-3组，均匀间距，层间联合面差，裂隙块状或中厚层状构造；b.节理裂隙发育，组数≥3，均匀间距～，层间联合面好或许一般，多数是-1的断层，中、薄层状构造。4、破裂：a.节理裂隙发育，≥3组，均匀间距～，层间联合面差，裂隙为块状构造；b.节理极发育，间距≥3组，均匀间距≤，层间联合面差，碎裂状构造。5、极破裂：节理裂隙极发育，组数是无序的，联合很差散体状构造。下边简单谈Kv值与岩体完好定性值的对应关系。Kv值是针对不一样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——评论地区岩体的弹性纵波速度(Km/S),Vpr——评论地区弹性岩面的弹性波纵波速度（Km/s），Kv>为完好。为较完好，为较碎，为破裂，<为极破裂，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Jv<33-1010-2020-35>35Kv>定性值完好较完好较破裂破裂极破裂计算式Jv=N1/L1+N2/L2++Nn/Ln+Sk=1/d1+1/d2++1/dn+Sk式中：Jv－岩体体积节理数(条/m3)N1Nn－同组构造面的数量L1Ln－垂直于构造面的测线长度(m)d1dn－各节理面间距Sk－每立方米非成组面节理条数。除成组节理外，对延长长度大于1m的分别节理亦应予统计。已为硅质、铁质、钙质充填再胶结的节理不予统计等。四、土质围岩分级定性指标1、黏土质围岩坚硬扰动后能用手捏成饼，边上多裂口。硬塑、可塑、软塑，扰动后两手相压土成饼状，粘于手掌，揭掉后掌中有湿痕。流塑扰动后手捏后有显然湿痕并土粘于手上。（可作液塑限试验和天然含水量，得出液性指数，可鑑定坚硬，硬塑、可塑、软塑、流塑等。2、砂质土围岩和碎石土围岩松懈主要表现于天然的坡不可以形成徒坎。稍密、中密，用镐挖能成形，但稳准时间不长，易坍塌。密实，呈徒坎状，能立。镐开挖出凹凸形状不易塌。水对围岩稳固有侧重要影响。饱和度来分稍湿、湿润、饱和，有野外工地实质，一看就理解了。饱和度Sr=(Vw/Vv)×100%，Vw－为水所占的体积，Vv－为孔隙部分所占的体积。简单述下，砂质土围岩湿润程度，定量质与定性值对应关系定量质：饱和度Sr≤＜Sr≤Sr>定性质稍湿湿润饱和五、围岩分级方法公路地道岩质围岩是经过地质检查勘探试验等等方法和手段。依据获得围岩定性特点和基实质量指标(BQ)进行基实质量分级(BQ)－岩质围岩的基实质量指标，这是作为定量剖析所用，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<或单位出水量<10L/min），在Ⅲ～Ⅳ级围岩降半级（包括亚级）（水压>，或单位出水量>10L/min），在Ⅲ、Ⅳ围岩中，一般降一级，这是指岩质围岩还要视详细状况而定，岩层的产状、倾角初始地应力等对围岩稳固是有必定的影响，这里不多述了。1、岩质围岩一般分为Ⅰ～Ⅴ级，有时可分为亚级，此刻我仅对Ⅱ～Ⅴ级基本定性分级。Ⅱ级围岩－坚硬岩，岩体较完好，块状或厚层状构造，较坚硬岩岩体完好，块状或整体构造。Ⅲ级围岩－坚硬岩：较破裂，构造面较发育，联合一般，整体构造或镶嵌碎裂构造或裂隙块状构造。较坚硬岩：岩体完好或较破裂，构造面较发育，联合好，块状构造。较软岩：岩体完好，构造面不发育，联合好或一般整体状或巨厚层状。Ⅳ级围岩－坚硬岩，岩体破裂，构造面极发育，联合面一般或差，碎裂状构造：较坚硬岩：构造面发育联合好或一般，镶嵌碎裂构造。较软岩：岩体完好，构造面较发育，联合好或一般块状构造。软岩：岩体完好，构造不发育，联合好或一般，整体状或巨厚状构造。Ⅴ级围岩：坚硬岩及较坚硬岩，岩体破裂，联合面不好，较软岩：构造面发育，碎裂状构造或散体状构造，联合一般或差，极软岩(Rb=0～5Mpa)，构造面不发育或构造面较发育，但联合面较好。2、粘质土围岩基本指标定性分级，一般分Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级。Ⅳ级为坚硬密实粘质土、黄土，液性IL≤0，Ⅴ级从坚硬～硬塑～可塑液性指数IL0～，一般坚硬，天然密度硬塑状粘质土、可塑状粘质土、黄土。Ⅵ级为软塑~流塑状黏土，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Ⅳ级：密实，压实或成岩作用砂质土，如定量，按标准贯入击数，N>30。Ⅴ级：密实~中密~稍密，压密状态，稍湿至湿润或胶结程度较好的砂质土，标准贯入锤击数10~30。Ⅵ级：松懈湿润，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Ⅳ级：密实，一般钙质、铁质胶结的碎石土，卵石土，大块石土。Ⅴ级：密实~中密~稍密，稍湿至湿润且较松懈的碎石土、卵石土、圆砾、角砾土。特别关于土质围岩水的影响是大的。详细状