工程岩体分类(精品).ppt

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1、工程岩体分类工程岩体分类主要内容主要内容1.概述2.工程岩体分类3.我国工程岩体的分类标准4.工程岩体分类的具体应用31 1、概述、概述1.1 分级的目的分级的目的:评价工程岩体的稳定性评价工程岩体的稳定性（1）通过分类，概括地反映各类工程岩体的质量好）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、坏，预测可能出现的岩体力学问题。为工程设计、支护衬砌、建筑物选型和施工方法选择等提供参数支护衬砌、建筑物选型和施工方法选择等提供参数和依据。和依据。（2）为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定）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。额提

2、供必要的基本依据。（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，为便于行业推广，为便于行业内技术改革和管理。内技术改革和管理。41 1、概述、概述1.2 分级的种类分级的种类 根据用途的不同，岩体工程分级有根据用途的不同，岩体工程分级有通用通用的分的分级和级和专用专用的分级两种。的分级两种。锚杆支护的围岩分级；地铁岩层分级；坝基岩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级等等。体分级以及工程地质的岩石分级等等。1.3 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岩石强度和质量岩石强度和质量强度强度(软、硬软、硬)变形性变形性(结构上的致密、疏松

3、结构上的致密、疏松)岩体的完整性岩体的完整性软弱面、软弱带和其间充填软弱面、软弱带和其间充填的原生或次生物质的性质的原生或次生物质的性质水的影响水的影响岩石的物理力学性质恶化岩石的物理力学性质恶化沿裂隙形成渗流影响岩体的稳定性。沿裂隙形成渗流影响岩体的稳定性。强度削弱强度削弱1 1、概述、概述1.4 1.4 工程岩体分级的代表性方案工程岩体分级的代表性方案 19861986年国家计委批准编制了年国家计委批准编制了工程岩体分级标准工程岩体分级标准，并于，并于19941994年经国家建设部批准为强制性国家标准，年经国家建设部批准为强制性国家标准，于于19951995年年7 7月月1 1日起施行。该

4、标准属于国家标准第二层日起施行。该标准属于国家标准第二层次的通用标准，适用于各部门、各行业的岩石工程。次的通用标准，适用于各部门、各行业的岩石工程。2.工程岩体分类工程岩体分类 2.1 Deere&Miller 双指标分类双指标分类 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）2.工程岩体分类工程岩体分类2.2 国标岩土工程勘察规范（GB5002194）分类分类指标：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）2.3 2.3 岩块质量系数分类岩块质量系数分类 与双指数分类标准相似，同时考虑岩石的强度与变形模量，具体情况见式子

5、（5-1），表5-4 20世纪70年代至今，多种分级方案，反映岩体的结构特征、所处的环境特征、力学特征。影响较大的：RMR、RSR、Q、Z系统等 我国工程岩体分级标准-强制性标准(1994)2.工程岩体分类工程岩体分类101 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、岩体的工程分类二、岩体的工程分类1 RQD（rock quality designation）分类）分类:用直径为用直径为75mm的金刚钻头，双的金刚钻头，双层岩芯管在岩石层岩芯管在岩石中钻进，连续取中钻进，连续取芯。长

6、度大于芯。长度大于10cm的岩芯总长的岩芯总长度与钻进总进尺度与钻进总进尺的比值，以百分的比值，以百分数表示。数表示。岩石质量指标岩石质量指标RQD（rock quality designation）:用用RQD值来描述岩石的质量分级值来描述岩石的质量分级2 岩体地质力学分类岩体地质力学分类(RMR分类分类)分类指标：岩块强度、分类指标：岩块强度、RQD值、节理间距、节理值、节理间距、节理条件及地下水条件及地下水方法：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的标准的标准评分，求和得总分评分，求和得总分RMR值。值。（2）按表按表5-6B和表和表5-7的规定对总分作适

7、当的规定对总分作适当的修正。的修正。（3）用修正后的总分对照表用修正后的总分对照表5-6 C求得岩体求得岩体的类别及相应的无支护地下洞室的自稳时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间和岩体强度指标(c，)值。值。1973，南非科学和工业委员会南非科学和工业委员会（CSIR)毕昂斯基毕昂斯基(Bieniaski)提出提出RMR计算式计算式 1979年，提出修正年，提出修正RMR计算式计算式 为什么要为什么要考虑考虑节理方向对工程是否节理方向对工程是否 有利（有利（R6）修正前五个评分之和修正前五个评分之和？看下面的几幅图的情况，如何？看下面的几幅图的情况，如何？6 6）考虑考虑节

8、理方向对工程是否节理方向对工程是否有利来修正前五个评分之和有利来修正前五个评分之和R R6 6 根据根据6 6个参数之和个参数之和RMRRMR值，把岩体的质量划分为值，把岩体的质量划分为五类五类 本分类还给出了对本分类还给出了对岩体稳定性岩体稳定性（隧洞岩体自稳（隧洞岩体自稳时间）以及对应的时间）以及对应的岩体岩体c,值值适用：坚硬、节理岩体，浅埋隧道适用：坚硬、节理岩体，浅埋隧道不适用：挤压、膨胀、涌水的及软岩体。不适用：挤压、膨胀、涌水的及软岩体。3 巴顿岩体质量巴顿岩体质量(Q)分类分类 分类指标分类指标：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

9、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；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。Q分类的优点：分类的优点：1）考虑因素相对全面；）考虑因素相对全面；2）适用于各种岩石（软、硬）；）适用于各种岩石（软、硬）；Q分类的缺点：分类的缺点：没有考虑节理方位（怕失去简单的特点，影响没有考虑节理方位（怕失去简单的特点，影响通用性）通用性）我国工程岩体分级标准我国工程岩体分级标准（GB50218-94）分两步计算：分两步计算：1）岩

10、体基本质量分级岩体基本质量分级计算计算BQ2）岩体稳定性分级岩体稳定性分级计算计算BQ,判断分类判断分类。3.按岩体综合指标分类按岩体综合指标分类1）计算BQ 两个指标：两个指标：岩石的坚硬程度岩石的坚硬程度c；岩体完整性指数岩体完整性指数Kv。a.岩石坚硬程度的确定岩石坚硬程度的确定 岩石坚硬程度采用岩石单轴饱和抗压强（岩石坚硬程度采用岩石单轴饱和抗压强（c）b.岩体完整性指数（岩体完整性指数（Kv）的确定。的确定。用弹性波测试，计算用弹性波测试，计算完整系数完整系数Kv。选择有代表性露头或开挖面，对不同的工程地质选择有代表性露头或开挖面，对不同的工程地质 岩组进行岩组进行节理裂隙统计节理裂

11、隙统计，节理数（，节理数（Jv）(条条/m3)Jv与与 Kv的对照关系的对照关系Kv与岩体完整性程度定性划分的对应关系与岩体完整性程度定性划分的对应关系a.计算岩体基本质量指标计算岩体基本质量指标BQ BQ=90+3C+250KV式中：式中：C 岩石单轴饱和抗压强度岩石单轴饱和抗压强度,MPa;KV岩体完整性指数值岩体完整性指数值注：注：当当C 90KV+30,代代C 90KV+30 当当KV0.04 RC+0.4,代代KV0.04 RC+0.4分级方法分级方法：首先首先，按岩体基本质量指标，按岩体基本质量指标BQ进行初步分级；进行初步分级；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

12、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，考虑天然应力、地下水和结构面方位等的影响对响对BQ进行修正，再按修正后的进行修正，再按修正后的BQ进行详细分进行详细分级。级。表5-13、14、15 影 响 修 正 系 数(K1、K2、K3)表n根据修正值根据修正值BQ的工程岩体分级仍按表的工程岩体分级仍按表5-10进行进行,各各级岩体的物理力学参数和围岩自稳能力可按表级岩体的物理力学参数和围岩自稳能力可按表5-16确定确定