第五章工程岩体分类PPT讲稿.ppt

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1、第五章 工程岩体分类第1页，共31页，编辑于2022年，星期二（1）分级的目的）分级的目的n 岩体岩体 rock mass rock mass 根据上述特征，根据上述特征，岩体岩体是地质体的一部分，并且是由处是地质体的一部分，并且是由处于一定地质环境中的于一定地质环境中的各种岩性和结构特征岩石所组成的集合体各种岩性和结构特征岩石所组成的集合体，也可以看成是由结构面所包围的结构体和结构面共同组成的。也可以看成是由结构面所包围的结构体和结构面共同组成的。岩体强度远远低于岩石强度；岩体强度远远低于岩石强度；岩体变形远远大于岩石本身；岩体变形远远大于岩石本身；岩体的渗透性远远大于岩石的渗透性。岩体的渗

2、透性远远大于岩石的渗透性。第2页，共31页，编辑于2022年，星期二（1 1）通过分类，概括地反映各类工程岩体的质量好坏，预测可能）通过分类，概括地反映各类工程岩体的质量好坏，预测可能出现的岩体力学问题。为工程设计、支护衬砌、建筑物选型和施出现的岩体力学问题。为工程设计、支护衬砌、建筑物选型和施工方法选择等提供参数和依据。工方法选择等提供参数和依据。（2 2）为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要）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。的基本依据。（3 3）便于施工方法的总结）便于施工方法的总结,交流交流,推广，为便于行业内技术改革推广，为便于行业内技术改革

3、和管理。和管理。目的：评价工程岩体的稳定性目的：评价工程岩体的稳定性 分级目的第3页，共31页，编辑于2022年，星期二 岩石分级方法早在岩石分级方法早在17741774年欧洲人罗曼就提出来了。他首先对石年欧洲人罗曼就提出来了。他首先对石灰岩作了系统分类。灰岩作了系统分类。18 18世纪末俄国人维尔涅尔世纪末俄国人维尔涅尔(Bepuep)(Bepuep)又将岩石定性地分成五类：又将岩石定性地分成五类：松软岩、软岩、裂隙破碎岩、次坚硬岩和坚硬岩。松软岩、软岩、裂隙破碎岩、次坚硬岩和坚硬岩。而真正把岩石分级同工程联系起来还是从而真正把岩石分级同工程联系起来还是从1919世纪后期才开始。世纪后期才开

4、始。2020世纪世纪5050年代以后，岩体分级促进了工程建设的发展，越来越受年代以后，岩体分级促进了工程建设的发展，越来越受到重视，从而加快了发展的步伐，取得了重大进展。据统计，迄到重视，从而加快了发展的步伐，取得了重大进展。据统计，迄今各种各样的岩体分级方法已有百余种之多。如何正确认识和选今各种各样的岩体分级方法已有百余种之多。如何正确认识和选取合理的分级方法，是人们普遍关注的问题。取合理的分级方法，是人们普遍关注的问题。分级目的分级目的第4页，共31页，编辑于2022年，星期二 任何一种岩体分级方法都是为一定的目的服务的，因此它必然存任何一种岩体分级方法都是为一定的目的服务的，因此它必然存

5、在一定的局限性，而且由于岩体客观存在的复杂性，同样一种岩体分在一定的局限性，而且由于岩体客观存在的复杂性，同样一种岩体分级方法，在某一场合适用，在另外一个场合又未必适用，因为这些方级方法，在某一场合适用，在另外一个场合又未必适用，因为这些方法都是针对某种类型岩石工程或专门需要而制定的。例如用于锚杆支法都是针对某种类型岩石工程或专门需要而制定的。例如用于锚杆支护的围岩分级；地铁岩层分级；坝基岩体分级以及工程地质的岩石分护的围岩分级；地铁岩层分级；坝基岩体分级以及工程地质的岩石分级等等。级等等。按用途：按用途：通用分级通用分级专用分级专用分级分级目的分级目的第5页，共31页，编辑于2022年，星期

6、二影响岩体工程性质的主要因素影响岩体工程性质的主要因素n 岩石质量岩石质量 岩石的强度和变形岩石的强度和变形室内单轴抗压强度指标。室内单轴抗压强度指标。单轴抗压：岩石单向受压时抵抗破坏的能力。n 岩体完整性岩体完整性 各种结构面的影响各种结构面的影响结构面的调查统计、试验。结构面的调查统计、试验。n水的影响水的影响 水对岩石的软化；渗流的影响。水对岩石的软化；渗流的影响。软化系数：岩石浸水饱和前后的单轴干、湿抗压强度之比。n风化程度风化程度 分化的分级分类分化的分级分类第6页，共31页，编辑于2022年，星期二一、岩块的工程分类一、岩块的工程分类 1 Deere&Miller 双指标分类双指标

7、分类n 分类指标：岩块抗压强度（分类指标：岩块抗压强度（c）、）、模量比模量比（Et/c）第7页，共31页，编辑于2022年，星期二2 2、国标国标岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范（GB5002194GB5002194）分类）分类n分类指标：新鲜岩块的饱和单轴抗压强度（分类指标：新鲜岩块的饱和单轴抗压强度（cwcw）第8页，共31页，编辑于2022年，星期二3 岩块质量系数分类岩块质量系数分类第9页，共31页，编辑于2022年，星期二1 RQDRQD分类分类2 2 岩体地质力学分类（岩体地质力学分类（RMRRMR分类）分类）3 3 巴顿岩体质量分类（巴顿岩体质量分类（Q Q分类）分类）二、岩体

8、的工程分类二、岩体的工程分类第10页，共31页，编辑于2022年，星期二1 RQD1 RQD（rock quality designationrock quality designation）分类）分类:用直径为75mm的金刚石钻头，双层岩芯管在岩石中钻进，连续取芯。长度大于10cm的岩芯总长度与钻进总进尺的比值，以百分数表示。第11页，共31页，编辑于2022年，星期二岩石质量指标岩石质量指标RQDRQD（rock quality designationrock quality designation）:第12页，共31页，编辑于2022年，星期二岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范(GB500

9、212001)根据岩体质量指标RQD分类：RQD分类类别RQD（）岩体质量123459010075905075255025很好好一般差很差第13页，共31页，编辑于2022年，星期二2 2岩体地质力学分类岩体地质力学分类(RMR(RMR分类分类)n分类指标：分类指标：岩块强度岩块强度、RQD值值、节理间距节理间距、节理条节理条件件及及地下水地下水n方法：方法：（1）根据各类指标的数值，按表根据各类指标的数值，按表5-6A的标准评分，求的标准评分，求和得总分和得总分RMR值。值。（2）按表按表5-6B和表和表5-7的规定对总分作适当的修正。的规定对总分作适当的修正。（3）用修正后的总分对照表用修

10、正后的总分对照表5-6 C求得岩体的类别及相求得岩体的类别及相应的无支护地下洞室的自稳时间和岩体强度指标应的无支护地下洞室的自稳时间和岩体强度指标(c，)值。值。第14页，共31页，编辑于2022年，星期二第15页，共31页，编辑于2022年，星期二第16页，共31页，编辑于2022年，星期二3 3 巴顿岩体质量巴顿岩体质量(Q)(Q)分类分类 n分类指标分类指标：Q Q值值 RQD：岩石质量指标；Jn：节理组数；Jr：节理粗糙系数；Ja：节理蚀变系数；Jw：节理水折减系数；SRF：应力折减系数。JW/SRF：水与其它应力存在时对岩体质量的影响 RQD/Jn：岩体的完整性；Jr/Ja：表示结构

11、面(节理)的形态、充填物特征及其次生变化程度；n分类方法：确定各参数的数值，求得Q值，以Q值为依据将岩体分为9类。第17页，共31页，编辑于2022年，星期二第18页，共31页，编辑于2022年，星期二1 岩体质量分级岩体质量分级2 2 洞室围岩分类洞室围岩分类3 3 岩体地质力学分类（岩体地质力学分类（RMRRMR分类）分类）4 4 巴顿岩体质量分类（巴顿岩体质量分类（Q Q分类）分类）二、岩体的工程分类二、岩体的工程分类第19页，共31页，编辑于2022年，星期二1 1 岩体质量分级岩体质量分级（工程岩体分级标准GB50218-94）n分级指标：岩体基本质量指标BQ BQ=90+3cw+2

12、50 Kv n当cw90 Kv30时，以cw90Kv30和Kv代入 上 式计算BQ值；n当Kv0.04cw0.4时，以Kv0.04cw0.4和cw代入上式计算BQ值。Jv与Kv对照表第20页，共31页，编辑于2022年，星期二n分级方法分级方法：n首先首先，按岩体基本质量指标BQ进行初步分级（表2-12）；第21页，共31页，编辑于2022年，星期二第22页，共31页，编辑于2022年，星期二当地下洞室围岩处于高天然应力区或围岩中有不利于岩体稳定的软弱结构面和地下水时，岩体BQ值应进行修正，修正值BQ按下式计算：BQBQ100(K1K2K3)K1-地下水影响修正系数；K2-主要软弱面产状影响修

13、正系数；K3-天然应力影响修正系数。然后然后，考虑天然应力、地下水和结构面方位等的影响对BQ进行修正，再按修正后的BQ进行详细分级。第23页，共31页，编辑于2022年，星期二表2-15、16、17 影 响 修 正 系 数(K1、K2、K3)表第24页，共31页，编辑于2022年，星期二n根据修正值BQ的工程岩体分级仍按表2-12进行,各级岩体的物理力学参数和围岩自稳能力可按表2-18确定第25页，共31页，编辑于2022年，星期二2 2洞洞室室围围岩岩分分类类（锚杆喷射混凝土支护技术规范GBJ86-85）分类指标：岩体结构、结构面发育特征、岩石强度及岩体声学性质等。优点：给出了毛洞自稳性的工

14、程地质评价，给出了各类围岩的喷锚支护设计参数及围岩物理力学性质的计算指标。第26页，共31页，编辑于2022年，星期二3 3 岩体地质力学分类岩体地质力学分类(RMR(RMR分类分类)n分类指标：岩块强度、RQD值、节理间距、节理条件及地下水n方法：（1）根据各类指标的数值，按表2-20A的标准评分，求和得总分RMR值。（2）按表2-20B和表2-21的规定对总分作适当的修正。（3）用修正后的总分对照表2-20C求得岩体的类别及相应的无支护地下洞室的自稳时间和岩体强度指标(c，)值。第27页，共31页，编辑于2022年，星期二第28页，共31页，编辑于2022年，星期二第29页，共31页，编辑于2022年，星期二4 4 巴顿岩体质量巴顿岩体质量(Q)(Q)分类分类 n分类指标分类指标：Q Q值值 RQD：岩石质量指标；Jn：节理组数；Jr：节理粗糙系数；Ja：节理蚀变系数；Jw：节理水折减系数；SRF：应力折减系数。JW/SRF：水与其它应力存在时对岩体质量的影响 RQD/Jn：岩体的完整性；Jr/Ja：表示结构面(节理)的形态、充填物特征及其次生变化程度；n分类方法：确定各参数的数值，求得Q值，以Q值为依据将岩体分为9类。第30页，共31页，编辑于2022年，星期二第31页，共31页，编辑于2022年，星期二