巖體工程分類

1、巖體工程分類,1 巖體分類的目的,1 將巖體分成形態(tài)類似的組； 2 對了解巖體特性提供可靠的依據； 3 對解決實際工程問題，提供必要的定量數據，以便進行巖石工程的規(guī)劃和設計； 4 為學術交流提供有效的共同基礎。,基本要求：,1 條款簡單明確；2 以容易測量的實測參數為基礎。,工程巖體分類的原則,1 確定類級的目的和使用對象；2 分類應該是定量的，以便于用在技術計算和制定定額上；3 分類的級數應合適，不宜太多或太少，一

2、般都分為5～6級；4 工程巖體分類方法與步驟應簡單明了，數字便于記憶，便于應用；5 由于目的、對象不同，考慮的因素也不同。各個因素應有明確的物理意義，并且還應該是獨立的影響因素。一般來說，為各種工程服務的工程巖體分類須考慮：節(jié)理和巖塊的工程質量、風化程度、地下水、巖體的各種物理力學參數、地應力、工程規(guī)模和施工條件。,2 .巖體分類的現狀,按包含因素多少：單因素分類法、多因素分類法 按目的：綜合性分類法、專題性分類法,3.按巖石質量

3、指標RQD分類（Deere 1963年提出并完善）,,l ——巖芯單節(jié)長，,L——同一巖層中的鉆孔長度,國內現狀； 國外現狀。,表4-7 按RQD大小的巖體工程分級,巖石的RQD與巖石完整性關系密切，RQD與體積節(jié)理數Jv之間存在以下統(tǒng)計關系：,,4. 按巖體彈性波（縱波）速度分類,表4-8 日本鐵路隧道圍巖分類,日本池田和野1969年提出。,巖質分級表,5. 節(jié)理巖體的RMR分類方法,該法是由南非的 Bieniaw

4、ski 在1976年提出后經過多次修改，逐漸趨于完善的一種綜合分類方法。,分類依據下列參數：,(1) 完整巖石材料的強度；,(2) 巖石質量指標（RQD）；,(3) 節(jié)理間距；,(4) 節(jié)理狀況；,(5) 地下水狀況。,表4-9 節(jié)理巖體的RMR分類標準,表4-10 按節(jié)理產狀修正評分值,表4-12 節(jié)理走向和傾角對隧道開挖的影響,表4-11 RMR巖體分類級別的含義,,地下開挖體未支護跨度的穩(wěn)定時間與RMR指標的關系,6

5、. 隧道質量指標Q,,分類指標Q的計算公式,Jn —— 節(jié)理組數；Jr ——節(jié)理粗糙度系數；Ja ——節(jié)理蝕變影響系數；Jw ——節(jié)理水折減系數；SRF ——應力折減系數。,RQD／Jn,——巖塊尺寸,Jr / Ja,——巖塊間的剪切強度,Jw / SRF,——主動應力,,為了把隧道質量指標與開挖體的形態(tài)和支護要求聯(lián)系起來，又規(guī)定了一個附加參數，稱為開挖體的‘當量尺寸’De,開挖體支護比取值,表4-13 隧道質量指標Q詳細

6、分類標準,表4-13 隧道質量指標Q詳細分類標準,根據Q指標的大小把巖體分成九類，分別描述為異常差、極差、很差、差、一般、好、很好、極好、異常好,1）不支護； 2）局部錨桿； 3）系統(tǒng)錨桿；4）系統(tǒng)錨桿及40-100mm厚的無纖維噴射混凝土；5）50-90mm后的纖維噴射混凝土及錨桿； 6）90-120mm后的纖維噴射混凝土及錨桿；7）120-150mm后的纖維噴射混凝土及錨桿；8）150mm以上的纖維噴射混凝土、鋼拱

7、架、錨桿；9）模注混凝土,RMR比較重視結構面的方位和傾角，但未考慮到巖體的應力。,Q系統(tǒng)不考慮節(jié)理方位，但考慮了最不利節(jié)理組的特性，粗糙度和蝕變影響均代表了巖體的抗剪強度。,RMR與Q系統(tǒng)的優(yōu)缺點,二者都認為結構面方位和傾角的影響都遠比通常預想的要小。,RMR=9logeQ+44,二者關系：,使用條件：,RMR適合于淺埋的堅硬巖體；Q系統(tǒng)的適用范圍更廣，也可用于破碎的軟弱富含水巖體。,7. 我國工程巖體分級標準（GB50218-94

8、）,1 工程巖體分級的基本方法,,,,分類指標：巖石的堅硬程度；巖體的完整性,巖石的堅硬程度——用巖石飽和單軸抗壓強度衡量，加工標準試件，按飽和強度測定方法，在室內用壓力機測定。,巖體的完整性——用巖體完整性系數衡量，用聲波儀測定，按以下公式計算,若沒有條件測定波速，也可用單位巖體中的節(jié)理數求Ｋｖ,Sn——第n組節(jié)理每米長測線上的條數；Sk——每立方米巖體非成組節(jié)理條數。,表4-15 Jv與Kv對照表,若沒有條件測定巖石的單軸飽和

9、抗壓強度，可根據點載荷試驗換算。,巖體基本質量指標 BQ ：,——巖石單軸飽和抗壓強度的兆帕數值；,Kv 　——巖體的完整性系數。,表4-17 巖體基本質量分級,巖體基本質量指標修正值[BQ],,K1——地下水影響修正系數；K2——主要軟弱結構面產狀影響修正系數；K3——初始應力狀態(tài)影響修正系數。,主要軟弱結構面產狀影響修正系數K2,地下水影響修正系數K1,,初始應力狀態(tài)影響修正系數K3,,巖體物理力學參數,結構面抗剪斷峰值強度

10、,地下工程巖體自穩(wěn)能力,巖體質量評價及其分類的發(fā)展趨勢,1 采用多因素綜合指標的巖體分類。在分類中力求充分考慮各種因素的影響和相互關系，重視巖體的不連續(xù)性，把巖體的結構和巖石質量因素作為影響巖體質量的主要因素和指標；2 向定性和定量相結合的方向發(fā)展；3 利用簡易巖體力學測試（如鉆孔巖心、波速測試、點荷載實驗等）研究巖體特性，初步判別巖類，減少費用昂貴的大型試驗，使巖體分類簡單易行；4 重視新理論、新方法在巖體分類中的應用。