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岩体的力学性质及岩体分类第1页，共83页，编辑于2022年，星期六4-1 4-1 结构面、结构体、岩体结构面、结构体、岩体4-2 4-2 岩体的结构岩体的结构4-3 4-3 岩体的强度岩体的强度4-4 4-4 岩体破坏机理及破坏判据岩体破坏机理及破坏判据4-5 4-5 岩体的变形特性岩体的变形特性4-6 4-6 岩体质量评价及其分类岩体质量评价及其分类本章内容：本章内容：第2页，共83页，编辑于2022年，星期六授课学时：授课学时：4 4本章重点难点：本章重点难点：1 1、岩体结构；、岩体结构；2 2、岩体的强度特征、岩体的强度特征 3 3、岩体的破坏机理、岩体的破坏机理 4 4、岩体分类。、岩体分类。关键术语：关键术语：岩体结构，岩体强度，准岩体强度；岩体岩体结构，岩体强度，准岩体强度；岩体变形，岩石变形，岩石RQDRQD质量指标；完整性系数质量指标；完整性系数 ；岩石坚固；岩石坚固性系数性系数第3页，共83页，编辑于2022年，星期六 要求：要求：1 1、掌握本课程重点难点内容；、掌握本课程重点难点内容；2 2、了解几种有代表性的岩体分类方法；、了解几种有代表性的岩体分类方法；3 3、了解我国工程岩体分级标准（、了解我国工程岩体分级标准（GB50218GB502189494）。）。第4页，共83页，编辑于2022年，星期六4-1 4-1 结构面、结构体、岩体结构面、结构体、岩体结构面：结构面：是指岩体中存在着的各种不同成因和不同特性是指岩体中存在着的各种不同成因和不同特性的地质界面，包括物质的分界面、不连续面如节理、片理、的地质界面，包括物质的分界面、不连续面如节理、片理、断层、不整合面等。断层、不整合面等。结构体结构体：由结构面在岩体中切割而成的几何体称为结构体：由结构面在岩体中切割而成的几何体称为结构体（岩石）。（岩石）。岩体岩体：结构面和结构体的地质统一体。：结构面和结构体的地质统一体。第5页，共83页，编辑于2022年，星期六 一、结构体的大小一、结构体的大小 按规模结构体可分为：按规模结构体可分为：I I级结构体级结构体：由：由I I级结构面切割成的结构体级结构面切割成的结构体(地质体地质体)。IIII级结构体级结构体：由：由I I级结构体经级结构体经IIII级结构面切割而成的结构体级结构面切割而成的结构体(山体山体)。IIIIII级结构体级结构体：IIII级结构体再经级结构体再经IIIIII级结构面切割而成的结构级结构面切割而成的结构体。体。IV级结构体级结构体：IIIIII级结构体再经级结构体再经IVIV级结构面切割而成的结构体级结构面切割而成的结构体（完整岩石或岩块）。（完整岩石或岩块）。第6页，共83页，编辑于2022年，星期六 二、结构体的块度二、结构体的块度 结构体的块度通常指最小结构体的尺寸。在岩体工结构体的块度通常指最小结构体的尺寸。在岩体工程稳定性分析中，结构体的块度决定了岩体工程围岩的程稳定性分析中，结构体的块度决定了岩体工程围岩的破坏方式，从而决定了支护和加固方法。在开挖过程中破坏方式，从而决定了支护和加固方法。在开挖过程中结构体的块度影响施工及临时支护。结构体的块度影响施工及临时支护。第7页，共83页，编辑于2022年，星期六 二、结构体的形状二、结构体的形状1 1、板状结构体：、板状结构体：2 2、柱状结构体：、柱状结构体：3 3、锥形结构体：、锥形结构体：结构体的形状与岩石类型有关；与区域构造运动强度有关；与结构体的形状与岩石类型有关；与区域构造运动强度有关；与工程围岩的破坏方式有关。工程围岩的破坏方式有关。第8页，共83页，编辑于2022年，星期六4-2 4-2 岩体的结构岩体的结构 岩体的结构岩体的结构是指岩体中结构面和结构体的形态和组合特征。是指岩体中结构面和结构体的形态和组合特征。按岩体被结构面分割的程度或结构体的形态特征，可将岩体结构划分按岩体被结构面分割的程度或结构体的形态特征，可将岩体结构划分为以下几种基本类型：为以下几种基本类型：岩体结构岩体结构整体结构整体结构 层状结构层状结构 块状结构块状结构 碎裂结构碎裂结构散体结构散体结构镶嵌结构镶嵌结构层状碎裂结构层状碎裂结构碎裂结构碎裂结构第9页，共83页，编辑于2022年，星期六1 1、整体结构、整体结构 岩性单一，节理不发育，无软弱结构面或夹泥，层面岩性单一，节理不发育，无软弱结构面或夹泥，层面 结合结合良好，渗流对岩体特性影响不大，结构尺寸大于工程尺寸。良好，渗流对岩体特性影响不大，结构尺寸大于工程尺寸。完整性系数完整性系数 0.75 0.75结构面间距结构面间距 1.5 m 1.5 m岩土工程特征：整体性强度高，岩体稳定，可视为均岩土工程特征：整体性强度高，岩体稳定，可视为均质、各向同性的连续介质。质、各向同性的连续介质。第10页，共83页，编辑于2022年，星期六2 2、块状结构、块状结构节理发育，有若干软弱夹层或贯通微张裂隙将岩体切割成柱状、块节理发育，有若干软弱夹层或贯通微张裂隙将岩体切割成柱状、块状或菱形等结构体。工程范围内，有两组以上节理明显发育，构成状或菱形等结构体。工程范围内，有两组以上节理明显发育，构成影响工程稳定性的危险岩块，其尺寸小于工程几何尺寸。影响工程稳定性的危险岩块，其尺寸小于工程几何尺寸。完整性系数完整性系数 0.35 0.350.750.75结构面间距结构面间距 0.7 0.71.5 m1.5 m岩土工程特征：整体性强度高，结构面相互牵制，岩体基本岩土工程特征：整体性强度高，结构面相互牵制，岩体基本稳定，接近弹性各向同性体。稳定，接近弹性各向同性体。第11页，共83页，编辑于2022年，星期六3 3、层状结构、层状结构 由中厚（由中厚（0.250.250.5 0.5 m m）及薄层（及薄层（0.250.25m m）的均一、坚硬、软弱或软的均一、坚硬、软弱或软硬相间的沉积岩或沉积变质岩形成的岩体。结构面以层理、片理、节硬相间的沉积岩或沉积变质岩形成的岩体。结构面以层理、片理、节理为主，往往有层间错动，结构体呈板状、片状互相紧密叠合。理为主，往往有层间错动，结构体呈板状、片状互相紧密叠合。完整性系数：层状完整性系数：层状 0.3 0.30.6;0.6;薄层状薄层状 0.4 0.4结构面间距：层状结构面间距：层状 0.25 0.250.5 m 0.5 m；薄层状；薄层状 0.25 m 0.25 m岩土工程特征：岩土工程特征：工程范围内，一组节理明显发育，在层内具有均一的工程范围内，一组节理明显发育，在层内具有均一的地质特征与力学特性，属各向异性、层内均质的连续介质。地质特征与力学特性，属各向异性、层内均质的连续介质。其变形和强其变形和强度特征受层面及岩层组合控制，岩体稳定性较差。度特征受层面及岩层组合控制，岩体稳定性较差。第12页，共83页，编辑于2022年，星期六4 4、碎裂结构、碎裂结构 构造发育，各种结构面与断裂交叉发育，且多为泥质充填。岩体破构造发育，各种结构面与断裂交叉发育，且多为泥质充填。岩体破碎，呈块状或片状，局部裹有坚硬的大块或条块状岩石，属不均一的碎，呈块状或片状，局部裹有坚硬的大块或条块状岩石，属不均一的不连续介质，稳定性很差。不连续介质，稳定性很差。岩体完整性系数 结构面间距 镶嵌结构 0.36 0.5m 层状碎裂结构 0.4 0.5m 破碎结构 0.3 0.5m第13页，共83页，编辑于2022年，星期六5 5、散体结构、散体结构 主要为各种剧烈风化或挤压破碎的岩体或土体。结构面主要为各种剧烈风化或挤压破碎的岩体或土体。结构面相当发育，呈网状，岩体极度破碎，并混有断层泥，呈松相当发育，呈网状，岩体极度破碎，并混有断层泥，呈松散堆积或压密堆积。散堆积或压密堆积。完整性系数：完整性系数：0.22a,h2a,矩形截面矩形截面.加压装置：千斤顶，应力枕。加压装置：千斤顶，应力枕。第24页，共83页，编辑于2022年，星期六4-4 4-4 岩体破坏机理及破坏判据岩体破坏机理及破坏判据 一、岩体破坏的概念一、岩体破坏的概念 岩体在一定的应力条件下丧失其结构联结为岩体破坏（丧失岩体在一定的应力条件下丧失其结构联结为岩体破坏（丧失承载力和稳定性）。岩体在结构丧失之后的运动称为岩体工程结承载力和稳定性）。岩体在结构丧失之后的运动称为岩体工程结构的破坏（影响工程使用、报废）。构的破坏（影响工程使用、报废）。工程岩体破坏可分为两个阶段：工程岩体破坏可分为两个阶段：1 1、岩体结构联结的丧失，包括结构面开裂、错动或滑移，结构体拉、岩体结构联结的丧失，包括结构面开裂、错动或滑移，结构体拉伸破坏或剪切破坏；伸破坏或剪切破坏；2 2、结构体运动。如边坡滑动、倾倒、滚石、采场冒顶等。、结构体运动。如边坡滑动、倾倒、滚石、采场冒顶等。第25页，共83页，编辑于2022年，星期六二、二、岩体破坏机理岩体破坏机理 （一）拉伸破坏一）拉伸破坏1 1、垂直结构面方向的拉伸破坏。、垂直结构面方向的拉伸破坏。2 2、沿结构面方向的拉伸破坏。、沿结构面方向的拉伸破坏。3 3、完整岩体的拉伸破坏。、完整岩体的拉伸破坏。第26页，共83页，编辑于2022年，星期六二、二、岩体破坏机理岩体破坏机理 （二）剪切破坏（二）剪切破坏1 1、沿结构面的剪切破坏（取决于结构面的强度）、沿结构面的剪切破坏（取决于结构面的强度）2 2、切穿结构面的剪切破坏（取决于岩石的强度）、切穿结构面的剪切破坏（取决于岩石的强度）第27页，共83页，编辑于2022年，星期六临空面临空面第28页，共83页，编辑于2022年，星期六三三 岩体破坏判据岩体破坏判据1 1、耶格尔判据：耶格尔提出岩体沿结构面剪切破坏的条件。耶格尔判据：耶格尔提出岩体沿结构面剪切破坏的条件。节理面极限应力平衡方程：节理面极限应力平衡方程：（1 1）当节理面倾角）当节理面倾角满足满足1 12 2,且且j j /2/2时，节理才会时，节理才会对岩体产生影响，这时岩体的强度取决于节理的强度；对岩体产生影响，这时岩体的强度取决于节理的强度；（2 2）45450 0j j/2/2时，岩体强度最低，其莫尔圆直径最小。时，岩体强度最低，其莫尔圆直径最小。（3 3）当）当 2 2 时，岩体强度与节理无关，取决于岩石的时，岩体强度与节理无关，取决于岩石的强度。强度。第29页，共83页，编辑于2022年，星期六耶格尔判据耶格尔判据第30页，共83页，编辑于2022年，星期六如图，围压如图，围压3 3=c=c增加，增加，即即c1c2,c1c2,岩体岩体的强度随之增大。的强度随之增大。第31页，共83页，编辑于2022年，星期六2 2、霍克布朗经验判据霍克布朗经验判据式中式中:c c完整岩石单轴抗压强度；完整岩石单轴抗压强度；m mb b霍克布朗常数；霍克布朗常数；s s，取决于岩体特征的常数，对于完整岩石，取决于岩体特征的常数，对于完整岩石，s=1,s=1,=0.5 =0.5。第32页，共83页，编辑于2022年，星期六4-5 4-5 岩体的变形特性岩体的变形特性 一、岩体的单轴和三轴压缩变形特性一、岩体的单轴和三轴压缩变形特性1 1、现场岩体的单轴和三轴压缩试验的应力应变全过程曲线现场岩体的单轴和三轴压缩试验的应力应变全过程曲线第33页，共83页，编辑于2022年，星期六2 2、典型的岩体应力应变全过程曲线、典型的岩体应力应变全过程曲线 4 4个阶段：个阶段：（1 1）裂隙压密阶段（）裂隙压密阶段（OAOA）：）：曲线上凹曲线上凹（2 2）弹性变形阶段（）弹性变形阶段（ABAB）:呈直线呈直线（3 3）塑性变形阶段（）塑性变形阶段（BCBC）：）：曲线下凹曲线下凹（4 4）破坏后阶段（）破坏后阶段（CDCD）：）：残余强度残余强度D D 峰值强度峰值强度C C第34页，共83页，编辑于2022年，星期六3 3、岩体变形曲线的基本形式、岩体变形曲线的基本形式（1 1）直线型：坚硬、完整无裂隙岩体）直线型：坚硬、完整无裂隙岩体直线型直线型下凹型下凹型上凹型上凹型S S型型（2 2）下凹型：节理裂隙发育，泥质充填，岩性软弱）下凹型：节理裂隙发育，泥质充填，岩性软弱（3 3）上凹型：坚硬但裂隙发育，多呈张开而无充填物）上凹型：坚硬但裂隙发育，多呈张开而无充填物其它形式可看成是这三种形式的组合，如其它形式可看成是这三种形式的组合，如S S型。型。第35页，共83页，编辑于2022年，星期六4 4、岩石与岩体的应力应变曲线、岩石与岩体的应力应变曲线第36页，共83页，编辑于2022年，星期六二二、岩体剪切变形特征岩体剪切变形特征 岩体的剪切变形是许多岩体工程特别是边坡工程中最常见的岩体的剪切变形是许多岩体工程特别是边坡工程中最常见的变形模式。变形模式。在屈服点以下，变形曲线与压缩变形相似。屈服点以后，岩体内某在屈服点以下，变形曲线与压缩变形相似。屈服点以后，岩体内某个结构面和结构体可能首先被剪坏，随之出现一次应力降，峰值前可能个结构面和结构体可能首先被剪坏，随之出现一次应力降，峰值前可能出现多次应力降。当应力增加到一定程度，没被剪坏部位以瞬间破坏的出现多次应力降。当应力增加到一定程度，没被剪坏部位以瞬间破坏的方式出现，并伴有一次大的应力降，然后可能产生稳定滑移。方式出现，并伴有一次大的应力降，然后可能产生稳定滑移。第37页，共83页，编辑于2022年，星期六三、岩体各向异性变形特征三、岩体各向异性变形特征1 1、特征：垂直层面方向岩体变形模量、特征：垂直层面方向岩体变形模量E E明显小于平行层面方向岩明显小于平行层面方向岩体的变形模量体的变形模量E E 。(a)(a)垂直层面加力垂直层面加力(b)(b)平行层面加力平行层面加力第38页，共83页，编辑于2022年，星期六2 2、变形机制不同：、变形机制不同：3 3、构成岩体变形各向异性的两个基本要素：、构成岩体变形各向异性的两个基本要素：（1 1）物质成分和物质结构的方向性）物质成分和物质结构的方向性（2 2）结构面的方向性）结构面的方向性（1 1）垂直层面的压缩变形量主要是由岩块和结构面（软弱夹层）垂直层面的压缩变形量主要是由岩块和结构面（软弱夹层）压密汇集而成；层状岩体不仅开裂层面压缩变形量大，而且在压密汇集而成；层状岩体不仅开裂层面压缩变形量大，而且在成岩过程中，由于沉积规律的变化，层面出现在矿物连结力弱、成岩过程中，由于沉积规律的变化，层面出现在矿物连结力弱、致密度低的部位，这是垂直层面方向压缩变形量大的另一个原致密度低的部位，这是垂直层面方向压缩变形量大的另一个原因。因。（2 2）平行层面方向的压缩变形量主要是岩块和少量结构面错动而成。）平行层面方向的压缩变形量主要是岩块和少量结构面错动而成。第39页，共83页，编辑于2022年，星期六四、原位岩体变形参数测定四、原位岩体变形参数测定 常用的静力法有：承压板试验（千斤顶荷载试验）、径常用的静力法有：承压板试验（千斤顶荷载试验）、径向荷载试验、水压法等。向荷载试验、水压法等。目的：测定岩体的变形指标目的：测定岩体的变形指标E E、，测定测定关系。关系。岩体现场变形试验方法：静力法、动力法（弹性波测量岩体现场变形试验方法：静力法、动力法（弹性波测量法）法）第40页，共83页，编辑于2022年，星期六1 1、表面承压板试验、表面承压板试验(1)(1)试验装置试验装置 由四部分组成：垫板（承压板）、加荷装置（千斤顶由四部分组成：垫板（承压板）、加荷装置（千斤顶或压力枕）、传力装置（传力支柱、传力柱垫板）、变形测量装置或压力枕）、传力装置（传力支柱、传力柱垫板）、变形测量装置（测微计）（测微计）第41页，共83页，编辑于2022年，星期六 采用何种加荷方式，可采用何种加荷方式，可根据岩体结构和工程要求而根据岩体结构和工程要求而定。定。完整岩体完整岩体：可采用大循环加荷：可采用大循环加荷方式，以确定岩体在不同荷载方式，以确定岩体在不同荷载下的变形特性；下的变形特性；多裂隙岩体多裂隙岩体：可采用多循环或单循环加荷方式，以了解各种结构面对岩体：可采用多循环或单循环加荷方式，以了解各种结构面对岩体变形的影响。变形的影响。（2 2）加荷方式）加荷方式第42页，共83页，编辑于2022年，星期六 设垫板总变形（位移）量为设垫板总变形（位移）量为W W0 0,其中弹性变形量为其中弹性变形量为W We e,塑性变塑性变形量为形量为W Wp p,则岩体的变形指标：则岩体的变形指标：式中：式中：p p受荷面单位面积上的压力受荷面单位面积上的压力；b b承压板直径或边长承压板直径或边长;与与承压板形状和刚度有关的系数，方形板为承压板形状和刚度有关的系数，方形板为0.880.88，圆形板为，圆形板为0.790.79；岩体泊松比。岩体泊松比。岩体变形模量：岩体变形模量：岩体弹性模量岩体弹性模量：第43页，共83页，编辑于2022年，星期六2 2、钻孔承压板法、钻孔承压板法 表面承压板法测得的岩体变形表面承压板法测得的岩体变形模量偏低，这是由于工程岩体表面模量偏低，这是由于工程岩体表面附近岩体大多发生了不同程度的松附近岩体大多发生了不同程度的松动。为了排除松动的影响，开始采动。为了排除松动的影响，开始采用孔底承压板法测定岩体变形模量。用孔底承压板法测定岩体变形模量。测定结果表明测定结果表明：孔底承压板法测得孔底承压板法测得的原位岩体变形参数比表面承压板的原位岩体变形参数比表面承压板试验测定值高很多，甚至高达试验测定值高很多，甚至高达1010余余倍。倍。第44页，共83页，编辑于2022年，星期六岩体动弹性模量岩体动弹性模量E Ed d的测定：的测定：采用小量药包爆炸激发地震波，在距震源一定距离设置检采用小量药包爆炸激发地震波，在距震源一定距离设置检波器，检测弹性波。根据弹性波波速算出动弹性模量波器，检测弹性波。根据弹性波波速算出动弹性模量E Ed d和动泊和动泊松比松比d d。式中：式中：v vp,p,v,vs s纵波波速和横波波速，纵波波速和横波波速，为岩体密度。为岩体密度。一般而言：一般而言：E Ed d E Ee ,e ,d d 。第45页，共83页，编辑于2022年，星期六4-6 4-6 岩体质量评价及其分类岩体质量评价及其分类 岩体分类岩体分类是对影响岩体稳定性和影响工程设计、施工和维护的各是对影响岩体稳定性和影响工程设计、施工和维护的各种因素建立一些评价指标，对工程辖区岩体进行评价，划分出不同的的种因素建立一些评价指标，对工程辖区岩体进行评价，划分出不同的的级别或类别。级别或类别。分类的目的分类的目的：为岩体工程建设的勘察、设计、施工和编制定：为岩体工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据。额提供必要的基本依据。按分类目的，可分为按分类目的，可分为综合性和专题性两种综合性和专题性两种；按其所涉及的因素多；按其所涉及的因素多少，可分为少，可分为单因素分类法和多因素分类法单因素分类法和多因素分类法两种。两种。第46页，共83页，编辑于2022年，星期六一、工程岩体分类的参考影响因素一、工程岩体分类的参考影响因素1 1、岩石的质量、岩石的质量。主要表现在岩石的强度和变形性质方面。主要表现在岩石的强度和变形性质方面。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。岩体完整性取决于不连续面的组数和密度。可用结构面频率面频率(裂隙度）、间距、岩心采取率、岩石质量指标裂隙度）、间距、岩心采取率、岩石质量指标RQDRQD以及完整性系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。重要参数。3 3、结构面条件、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。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。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。第47页，共83页，编辑于2022年，星期六一、工程岩体分类的参考影响因素一、工程岩体分类的参考影响因素4 4、岩体及结构面的风化程度、岩体及结构面的风化程度。风化程度越高，岩体越破碎，强。风化程度越高，岩体越破碎，强度越低度越低 。5 5、地下水的影响、地下水的影响。渗流，软化，膨胀，崩解，静、动水压。渗流，软化，膨胀，崩解，静、动水压力等。力等。6 6、地应力、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。第48页，共83页，编辑于2022年，星期六二、几种有代表性的工程岩体分类方法二、几种有代表性的工程岩体分类方法式中：式中：R Rc c岩石单轴抗压强度，岩石单轴抗压强度，Mpa f 20 20 为为1 1级，最坚固；级，最坚固；f 0.30.3为第为第1010级，最软弱。级，最软弱。优点：形式简单，使用方便。优点：形式简单，使用方便。缺点：未考虑岩体的完整性、岩体结构特征对稳定性影响，故缺点：未考虑岩体的完整性、岩体结构特征对稳定性影响，故不能准确评价岩体的稳定性。不能准确评价岩体的稳定性。1 1、普氏分类法、普氏分类法 以以岩岩石石试试件件的的单单轴轴抗抗压压强强度度作作为为分分类类依依据据，根根据据普普氏氏坚坚固固性性系数系数 f 将岩石分为十级。将岩石分为十级。f 值越大，岩体越稳定。值越大，岩体越稳定。第49页，共83页，编辑于2022年，星期六2 2、岩石单轴抗压强度分类、岩石单轴抗压强度分类我国工程界按岩石单轴抗压强度将岩体分为四类：我国工程界按岩石单轴抗压强度将岩体分为四类：类别 岩石单轴抗压强度 c(Mpa)坚固性 250160特坚固 160100坚固 10040次坚固 0.750.750.550.550.350.350.151025015 4810025012 245010071225 504不采用5 252不采用1 51不采用 10第55页，共83页，编辑于2022年，星期六（2 2）对应于岩芯质量指标的岩体评分值）对应于岩芯质量指标的岩体评分值R R2 2RQD（）91100 769051752650 3 130.310.050.30.05评分值302520105第56页，共83页，编辑于2022年，星期六（4 4）对于节理状态的岩体评分值）对于节理状态的岩体评分值R R4 4 说明评分值尺寸有限的粗糙的表面、硬岩壁25略粗糙的表面、张开度1mm，硬岩壁20略粗糙的表面、张开度5mm的断层泥充填的张开节理;张开度5mm的节理，延伸超过数米0第57页，共83页，编辑于2022年，星期六（5 5）取决于地下水状态的岩体评分值）取决于地下水状态的岩体评分值R R5 5每米隧道的涌水量（L/min）节理水压力与最大主应力的比值总的状态评分值无0完全干燥15101250.5有严重地下水问题，流水0第58页，共83页，编辑于2022年，星期六（6 6）节理方位对）节理方位对RMR的修正值的修正值R R6 6方位对工程的影响评价隧道地基边坡很有利000有利225一般5725不利101550很不利1225第59页，共83页，编辑于2022年，星期六（7 7）节理走向与倾角对隧道掘进的影响）节理走向与倾角对隧道掘进的影响节理走向垂直于隧道轴线节理走向平行于隧道轴线倾角00200顺倾向掘进逆倾向掘进倾角4509002 00 4 504509002 00 4 504 50 9 002 00 4 50不考虑走向很有利有利一般不利很不利一般一般第60页，共83页，编辑于2022年，星期六 根据总分确定岩体分级根据总分确定岩体分级 类别 岩体描述岩体评分值RMR 很好81100 好6180 较好4160较差2140 很差020第61页，共83页，编辑于2022年，星期六岩体分级的意义岩体分级的意义 考虑不支护隧道的自稳时间考虑不支护隧道的自稳时间分类号平均自稳时间15m跨，20年10m跨，1年5m跨，1星期2.5m跨，10h1m跨，30min岩体的内聚力(kPa)400 300400200300100200 450350450250350150250 60 60303015155 0.750.750.550.550.350.350.150.15完整程度完整较完整较破碎破碎极破碎Jv35Kv0.750.750.550.550.350.350.15 90K 90Kv v+30+30 时，应以时，应以C C=90K=90Kv v+30+30 代入上式计算代入上式计算Q Q值；值；当当K Kv v 0.04 0.04 C C+0.4+0.4时，应以时，应以K Kv v=0.04=0.04C C+0.4+0.4代入上式计算代入上式计算Q Q值；值；式中：式中：BQBQ岩体基本质量指标；岩体基本质量指标；C C岩石饱和单轴抗压强度岩石饱和单轴抗压强度(Mpa);Mpa);K Kv v岩体完整性系数。岩体完整性系数。第74页，共83页，编辑于2022年，星期六B B、按按BQBQ值进行岩体基本质量分级值进行岩体基本质量分级基本质量级别岩体基本质量定性特征岩体基本质量指标(BQ)坚硬岩，岩体完整；550坚硬岩，岩体较完整；较坚硬岩，岩体完整；550451坚硬岩，岩体较破碎；较坚硬岩或软硬岩互层，岩体较完整；较软岩，岩体完整；450351坚硬岩，岩体破碎；较坚硬岩，岩体较破碎破碎；较软岩或软硬岩互层，且以软岩为主，岩体 较完整较破碎；软岩，岩体完整较完整；350251较软岩，岩体破碎；软岩，岩体较破碎破碎；全部极软岩及全部极破碎岩；450450351350251250潮湿或点滴出水 0 0.10.20.30.40.6淋雨状或涌流状出水，水压0.1MPa或单位出水量10L/(min.m)0.10.20.30.40.60.70.9淋雨状或涌流状出水，水压0.1MPa或单位出水量 10L/(min.m)0.20.40.60.70.9 1.0第77页，共83页，编辑于2022年，星期六（B B）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K2K2结构面产状及其与洞轴线的组合关系结构面走向与洞轴线的夹角600结构面倾角750其它组合 K2 0.40.600.20.20.4第78页，共83页，编辑于2022年，星期六（C C）初始应力状态修正系数初始应力状态修正系数K3K3初始应力状态 BQ55055045145035135025126.5602.133 0.260502.11.533200.20.2526.524.550391.50.72060.250.324.522.539270.70.261.30.30.3522.5270.2 0.35第81页，共83页，编辑于2022年，星期六岩体级别与岩体结构面抗剪强度参数岩体级别与岩体结构面抗剪强度参数基本质量级别两侧岩体的坚硬程度及结构面的结合程度内摩擦角(0)粘结力C(Mpa)坚硬、结合好37 0.22坚硬较坚硬、结合一般；软弱岩，结合好37290.220.12坚硬较坚硬、结合差；较软弱岩，结合一般29190.120.08较坚硬较软岩、结合差很差；软弱岩、结合差；软质岩的泥化面19130.080.05较坚硬及全部软质岩、结合很差；软质岩泥化层本身13 0.05第82页，共83页，编辑于2022年，星期六岩体级别与地下工程岩体自稳能力岩体级别与地下工程岩体自稳能力基本质量级别 自稳能力跨度20m，可长期稳定，偶有掉块，无塌方跨度1020m，可基本稳定，局部发生掉块或小塌方跨度 10m，可长期稳定，偶有掉块跨度1020m，可稳定数日至1个月，可发生小至中塌方跨度510m，可稳定数月，可发生局部块体位移及小至中塌方跨度5m，一般无自稳能力，数日至数月内可发生松动变形、小塌方，可发展为中至大塌方。跨度5m，可稳定数日至1个月无自稳能力注：小塌方：塌方高度注：小塌方：塌方高度3m，或塌方体积，或塌方体积6m，或塌方体积，或塌方体积 100m3第83页，共83页，编辑于2022年，星期六