第4章岩体的力学性质ppt课件.ppt

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1、我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 第四章第四章 岩体的力学性质及岩体分类岩体的力学性质及岩体分类我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物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

2、分类岩体质量评价及其分类本章内容：本章内容：我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物授课学时：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；岩体结构，岩体强度，准岩体强度；岩体变形，岩石岩体变形，岩石RQDRQD质量指标；完整性系数质量指标；完整性系数 ；岩石坚固性系数岩石坚固性系数我吓了一跳，蝎子是多么丑

3、恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 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）。）。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物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

4、因和不同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、不连续面如特性的地质界面，包括物质的分界面、不连续面如节理、片理、断层、不整合面等。节理、片理、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：由结构面在岩体中切割而成的几何体称为结构体（岩石）。结构体（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。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 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

5、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级结构面切割而成的结构体结构体( (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级结构面切割而成级结构面切割而成的结构体。的结构体。IV级结构体级结构体：IIIIII级结构体再经级结构体再经IVIV级结构面切割而成级结构面切割而成的结构体（完整岩石或岩块）。的结构体（完整岩石或岩块）。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我

6、也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 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破坏方式，从而决定了支护和加固体工程围岩的破坏方式，从而决定了支护和加固方法。在开挖过程中结构体的块度影响施工及临方法。在开挖过程中结构体的块度影响施工及临时支护。时支护。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 二、结构体的形状二、结构体的形

7、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；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。与工程围岩的破坏方式有关。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物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，可将岩体结按岩

8、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：构划分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我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物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，层岩性单一，节理不发育，无软弱结构面或夹泥，层面面 结合良好，渗流对岩体特性影响不大，结构尺寸结合良好，渗流对岩体特性影响不大，结构尺

9、寸大于工程尺寸。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。均质、各向同性的连续介质。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物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，有两组以上成柱状、块状或菱形等结构体。工程范围内

10、，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。小于工程几何尺寸。完整性系数完整性系数 0.350.350.750.75结构面间距结构面间距 0.70.71.5 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。基本稳定，接近弹性各向同性体。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、的均一、坚硬、软弱或软硬相间的沉积岩或沉积变质岩形

11、成的岩体。结构面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、节理为主，往往有层间错动，结构体呈板状、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。片状互相紧密叠合。完整性系数：层状完整性系数：层状 0.30.30.60.6; ; 薄层状薄层状 0.40.4结构面间距：层状结构面间距：层状 0.250.250.5 m 0.5 m ；薄层状；薄层状 0.25 m0.25 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、层内均质的连有均一的地质特征与力学特

12、性，属各向异性、层内均质的连续介质。续介质。其变形和强度特征受层面及岩层组合控制，岩体稳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。定性较差。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物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。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，属不均一的不连续介质，稳定性很差。石，属不均一的不连续介质，稳定性很差。

13、 岩体岩体完整性系数完整性系数 结构面间距结构面间距 镶嵌结构镶嵌结构 0.36 0.5m 层状碎裂结构层状碎裂结构 0.4 0.5m 破碎结构破碎结构 0.3 0.5m我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物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，并混有断层构面相当发育，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。泥，呈松散堆积或压密堆积。 完整性系数：完整性系数：0.22

14、a,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。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物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（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构的破坏（影响工程使用、报废）。岩体工程结构的破坏（影响工程使用、报废）

15、。 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，、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；结构体拉伸破坏或剪切破坏；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。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。pt L 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。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的

16、东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、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）临空面临空面临空面临空面三三 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：jjjjjc sin)2sin(sin2co

17、s2331 （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，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；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；（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，取决于岩石时，岩体强度与节理无关，取决于岩石的强度。的强度。1 c1 耶格尔判据耶格尔判据 tgcfjjjc tg 3 1 331sin)2sin(sin2cos2 jjjjjc如图，围压如图，围压3 3=c=c增加，增加，

18、 即即c1c2,c1c2,岩体的强度随之增大。岩体的强度随之增大。1222)(2 jjjRPMRQM )ctgc (sinsin2jj11mmjj 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2 2、霍克布朗经验判据霍克布朗经验判据 )(131smcbc 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。我吓了一跳，蝎子是多么丑

19、恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物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我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物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oBA DC 4 4个阶段：个阶段：（1 1）裂隙压密阶段（）裂隙压密阶

20、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我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物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

21、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。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物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。

22、见的变形模式。 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，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，峰值前可能出现多次应力降。当应力增加到一定程度，没被剪坏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方式出现，并伴有一次大的应力降，然后可能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。产生稳定滑移。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有

23、错：表里边有一个活的生物三、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明显小于平行层面明显小于平行层面方向岩体的变形模量方向岩体的变形模量E E 。 1E2E3El3l1l2l(a)(a)垂直层面加力垂直层面加力1 1E2E3El3l1l2l(b)(b)平行层面加力平行层面加力3 2 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物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

24、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）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，夹层）压密汇集而成；层状岩体不仅开裂层面压缩变形量大，而且在成岩过程中，由于沉积规律的变化，层面出现在矿物而且在成岩过程中，由于沉积规律的变化，层面出现在矿物连结力弱、致密度低的部位，这是垂直层面方向压缩变形量连结力弱、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因。大的另一个原因。（2 2）平行层面方向的

25、压缩变形量主要是岩块和少量结构面）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。错动而成。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物四、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。验）、径向荷载试验、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（弹性波岩体现场变形试验方法：静力法、动力法（弹性波测量法

26、）测量法）我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物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）、（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（测微计）变形测量装置（测微计）我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 采用何种加荷方式，采

27、用何种加荷方式，可根据岩体结构和工程要可根据岩体结构和工程要求而定。求而定。完整岩体完整岩体：可采用大循环：可采用大循环加荷方式，以确定岩体在加荷方式，以确定岩体在不同荷载下的变形特性；不同荷载下的变形特性；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：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。结构面对岩体变形的影响。（2 2）加荷方式）加荷方式 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, ,塑性变形量为塑性变形量为W Wp p, ,则岩体的变形指标：则岩体的变形指标：式中：式中：pp

28、受荷面单位面积上的压力受荷面单位面积上的压力；bb承压板直径或边承压板直径或边长长; ;与承压板形状和刚度有关的系数，方形板为与承压板形状和刚度有关的系数，方形板为0.880.88，圆，圆形板为形板为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：020)1(WpbE eeWpbE )1(2 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表面承压板法测得的岩体变形模量偏低，这是由于工程变形模量偏低，这是由于工程岩体表面附近岩体大多发生了岩体表面附近岩体大多发生了不同程度的松动。为了排除松不同程度的松动。为了排除松动的影响，开始采用孔底

29、承压动的影响，开始采用孔底承压板法测定岩体变形模量。测定板法测定岩体变形模量。测定结果表明结果表明：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，甚至压板试验测定值高很多，甚至高达高达1010余倍。余倍。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检波器，检测弹性波。根据弹性波波速算出动弹性模量E Ed d和和动泊松比动泊松比d d。dddpdvE 1)21)(1(2)(2222

30、22spspdvvvv 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 。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物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

31、的的级别或类别。价，划分出不同的的级别或类别。 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：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。制定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；按其所涉及的因素多少，可分为的因素多少，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。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一、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

32、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。岩体完整性取决于不连续面的组数和密度。可用结构面频率可用结构面频率( (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以及完整性系数作为定量指标进行描述。这些定量指标是表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。征岩体工程性质的重要参数。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。包括结构面产状、粗糙度和充填情况。岩体

33、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。物性质。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一、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。风化程度越高，岩体越破碎，强度越低碎，强度越低 。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。渗流，软化，膨胀，崩解，静、动水压力等。压力等。6 6、地应力、地应力。地应力

34、难于测定，它对工程的影响程度也难。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。于确定，因此，其影响一般在综合因素中反映。 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，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。故不能准确评价

35、岩体的稳定性。10cRf 1 1、普氏分类法、普氏分类法 以岩石试件的单轴抗压强度作为分类依据，根据普氏以岩石试件的单轴抗压强度作为分类依据，根据普氏坚固性系数坚固性系数 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。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物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： 类别类别 岩石单轴抗压强度岩石单轴抗压强度 c(Mpa)坚固性坚固性

36、250160特坚固特坚固 160100坚固坚固 10040次坚固次坚固 0.75 0.750.550.550.350.350.151025015 4810025012 245010071225 504不采用不采用5 252不采用不采用1 51不采用不采用 10（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评分值评分值302520105（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 说明说明评分值评分值尺寸有限的粗糙的表面、硬岩壁尺寸有限的粗

37、糙的表面、硬岩壁25略粗糙的表面、张开度略粗糙的表面、张开度1mm，硬岩壁，硬岩壁20略粗糙的表面、张开度略粗糙的表面、张开度5mm的断层泥充填的张开节理的断层泥充填的张开节理;张开度张开度5mm的节理，延伸超过数米的节理，延伸超过数米0（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每米隧道的涌水每米隧道的涌水量（量（L/min）节理水压力与最节理水压力与最大主应力的比值大主应力的比值总的状态总的状态评分值评分值无无0完全干燥完全干燥15101250.5有严重地下水有严重地下水问题，流水问题，流水0（6 6）节理方位对）节理方位对RMR的修正值的修正值R R6

38、 6方位对工程的影方位对工程的影响评价响评价隧道隧道地基地基边坡边坡很有利很有利000有利有利225一般一般5725不利不利101550很不利很不利1225（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垂直于隧道轴线节理走向平行于节理走向平行于隧道轴线隧道轴线倾角倾角00200顺倾向掘进顺倾向掘进逆倾向掘进逆倾向掘进倾角倾角450900200450450900200450450900200450不考虑走不考虑走向向很有利很有利有利有利一般一般不利不利很不利很不利一般一般 根据总分确定岩体分级根据总分确定岩体分级654321RRRRRRRM

39、R 类别类别 岩体描述岩体描述岩体评分值岩体评分值RMR 很好很好81100 好好6180 较好较好4160较差较差2140 很差很差020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分类号平均自稳平均自稳时间时间15m跨，跨，20年年10m跨，跨，1年年5m跨，跨，1星期星期2.5m跨，跨，10h1m跨，跨，30min岩体的内岩体的内聚力聚力(kPa)400 300400200300100200 450350450250350150250 60 60303015155 0.750.750.550.550.350.350.150.15完整程度完整程度完整

40、完整较完整较完整较破碎较破碎破碎破碎极破碎极破碎J Jv v35Kv0.750.750.550.550.350.350.15 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；vcKBQ250390 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

41、完整性系数。岩体完整性系数。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基本质量级别级别岩体基本质量定性特征岩体基本质量定性特征岩体基本质岩体基本质量指标量指标(BQ)(BQ)坚硬岩，岩体完整；坚硬岩，岩体完整；550550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；550451550451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；450351450351坚硬岩，岩体破碎；坚硬岩，岩体破碎；较坚硬岩，岩体较破碎破碎；较坚硬岩，岩体

42、较破碎破碎；较软岩或软硬岩互层，且以软岩为主，岩体较软岩或软硬岩互层，且以软岩为主，岩体 较完整较破较完整较破碎；碎；软岩，岩体完整较完整；软岩，岩体完整较完整；350251350251较软岩，岩体破碎；较软岩，岩体破碎；软岩，岩体较破碎破碎；软岩，岩体较破碎破碎；全部极软岩及全部极破碎岩；全部极软岩及全部极破碎岩；250450 450351 350251 250潮湿或点滴出水潮湿或点滴出水 0 0.10.20.30.40.6淋雨状或涌流状出水，淋雨状或涌流状出水，水压水压0.1MPa或单位出或单位出水量水量10L/(min.m) 0.10.20.30.40.60.70.9淋雨状或涌流状出水，

43、淋雨状或涌流状出水，水压水压0.1MPa或单位出或单位出水量水量 10L/(min.m) 0.20.40.60.70.9 1.0我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（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线的结构面走向与洞轴线的夹角夹角600结构面倾角结构面倾角750其它组合其它组合 K2 0.40.600.20.20.4我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样

44、一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（C C）初始应力状态修正系数初始应力状态修正系数K3K3初始应初始应力状态力状态 BQ550550451450351350251 26.5602.133 0.260502.11.533200.20.2526.524.550391.50.72060.250.324.522.539270.70.261.30.30.3522.5270.2 0.35我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物岩体级别与岩体结构面抗剪强度参数岩体级别

45、与岩体结构面抗剪强度参数基本质量基本质量级别级别两侧岩体的坚硬程度及结构面的结两侧岩体的坚硬程度及结构面的结合程度合程度内摩擦角内摩擦角(0)粘结力粘结力C(Mpa)坚硬、结合好坚硬、结合好37 0.22坚硬较坚硬、结合一般；坚硬较坚硬、结合一般；软弱岩，结合好软弱岩，结合好37290.220.12坚硬较坚硬、结合差；坚硬较坚硬、结合差；较软弱岩，结合一般较软弱岩，结合一般29190.120.08较坚硬较软岩、结合差较坚硬较软岩、结合差很差；很差；软弱岩、结合差；软质岩的泥化面软弱岩、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；较坚硬及全部软质岩、结合很差；软质

46、岩泥化层本身软质岩泥化层本身13 0.05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基本质量级别量级别 自稳能力自稳能力跨度跨度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，局部发生掉块或小塌方可基本稳定，局部发生掉块或小塌方跨度跨度 10m，可长期稳定，偶有掉块可长期稳定，偶有掉块跨度跨度1020m，可稳定数日至可稳定数日至1个月，可发生小至中塌方个月，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跨度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，可发展为中至大塌方。小塌方，可发展为中至大塌方。跨度跨度5m，可稳定数日至可稳定数日至1个月个月无自稳能力无自稳能力注：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