资源描述
单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,土木工程地质学,Geology in Civil Engineering,4.1,岩体结构与地质特征,4.2,岩块的工程地质性质,4.3,结构面特征及力学性质,4.4,岩体力学性质与工程分类,岩体的工程地质性质,岩体的基本概念:岩体通常指工程影响范围内的地质体,它由处于一定应力状态、被各种结构面切割的岩石所组成。,岩体,(rock mass),结构面,(discontinuities)+,岩石,(rocks),工程岩体:地基岩体、边坡岩体、地下洞室围岩,结构面:指岩体中具有一定方向、力学特性相对较差、两向延伸(或具有一定厚度)的各种地质界面的总称。由于中断了岩体的连续性,故又称不连续面,如层面、节理、断层、软弱夹层等。,4.1,岩体结构与地质特征,构面的成因类型,原生结构面:,岩石成岩过程中形成的结构面。,沉积结构面,:层理、层面、沉积不整合面、沉积软弱夹层。,火成结构面,:岩浆侵入、喷溢及,冷凝,过程中形成的结构面。,变质结构面,:包括残余的变余结构面和变成的重结晶结构面。,次生结构面,内动力成因型结构面,(构造结构面):受构造应力作用。,外动力成因型结构面,(表生结构面):如卸荷裂隙(长江链子崖危岩体)、泥化夹层及表生夹泥。,结构面的特征,1978,年,ISRM,实验室和野外试验标准委员会制定的,岩体不连续面定量描述的建议方法,方位,:结构面的产状(走向、倾向、倾角),间距,:反映岩体完整程度和块体大小,延续性,:反映结构面的连通率,粗糙度,:反映结构面的起伏状况,结构面侧壁强度,:反映结构面受风化影响的程度,张开度,:又称隙宽,即裂隙的宽度,充填物,:不同物质充填对力学特性有显著影响,渗流,:反映地下水的活动状况,节理组数,:反映岩体被切割的状况,块体大小,:可用块度和体积节理数反映,1,0,结构体,(structural element),被结构面切割而成的岩,石块体。与结构面级别对应,为四级。,结构体特征,形态、规模,、产状,形状,规模,常见的:柱状、板状、楔形及菱形等,,还有片状、鳞片状、碎块状及碎屑状,即岩块的大小,取决于结构面的密度,密度愈,小,结构体的规模愈大。常用单位体积内的,级结构体数(块度模数)或结构体体积,来表示。,板状或菱形,岩体的结构体形状,柱状,锥形,形状不同,稳定性不同,:,板状比柱状、菱形状更易,滑动,楔形体比锥形体稳定性差,结构体特征规模、形态、产状,板状或菱形,楔形,j,g,e,d,板状,i,楔,c,形,锥形,h,b,柱,a,状,楔形,f,产状,用结构体的长轴方向表示。,结构体特征规模、形态、产状,结构体稳定性与结构体产状、力的方向、临空面,方向等有关。如板状结构体:竖直的与平卧的稳,定性和破坏特征不同。,滑动或弯曲、折断破坏,弯曲、折断或弯曲、倾倒破坏,岩体的结构类型,5,类,岩体结构类型划分表(引自,岩土工程勘察规范,,,1995,),岩体结,构类型,岩体地质,类 型,主要结,构体 形,状,结构面发育情况,岩土工程特征,可能发生的,岩土工程问题,整体状,结 构,均质、巨块状,岩浆岩、变质,岩、巨厚层沉,积岩、正变质,岩,巨块状,以原生构造节理为主,多呈闭,合型,裂隙,结构面间距大于,1.5m,,一般不超过,l,2,组,,无,危险结构面组成的落石掉块,整体性强度高,岩,体稳定,可视为均质,弹性各向同性体,块状,结构,厚层状沉积岩、,正变质岩、块,状岩浆岩、变,质岩,块状,柱状,只具有少量贯穿性较好的节理,裂隙,裂隙,结构面间距,0.7,1.5m,。一般为,2,3,组,,有少量,分离体,整体强度较高,结,构面互相牵制,岩体,基本稳定,接近弹性,各向同性体,层状,结构,多韵律的薄层,及中厚层状沉,积岩、副变质,岩,层状,板状,透镜体,有层理、片理、节理,,常有层间错动面,接近均一的各向异,性体,其变形及强度,特征受层面及岩层组,合控制,可视为弹塑,性体,稳定性较差,不稳定结构体可,能产生滑塌,特别,是岩层的弯张破坏,及软弱岩层的塑性,变形,碎裂状,结 构,构造影响严重,的破碎岩层,碎块状,断层,断层破碎带、片理、层,理及层间结构面较发育,裂隙,结构面间距,0.25,0.5m,,一般,在,3,组以上,,由许多分离体形成,完整性破坏较大,,整体强度很低,并受,断裂等软弱结构面控,制,多呈弹塑性介,质,稳定性很差,易引起规模较大的,岩体失稳,地下水,加剧岩体失稳,散体状,结 构,构造影响剧烈,的断层破碎,带,强风化,带,全风化带,碎屑状,颗粒状,断层破碎带交叉,构造及风化,裂隙密集,结构面及组合错综,复杂,并多充填粘性土,形成,许多大小不一的分离岩块,完整性遭到极大破,坏,稳定性极差,岩,体属性接近松散体介,质,易引起规模较大,的岩体失稳,地下,水加剧岩体失稳,不稳定结构体的,局部滑动或坍塌,,深埋洞室的岩爆,岩体完,整程度,结构面发育程度,主要结构面的结合,程度,主要结构面类,型,岩体结构类型,组数,平均间距,/m,完整,1,2,1.0,结合好或结合一般,节理、裂隙、,层面,整体状或巨厚,层状结构,较完整,1,2,1.0,结合差,节理、裂隙、,层面,块状或厚层状,结构,2,3,1.0,0.4,结合好或结合一般,块状结构,较破碎,2,3,1.0,0.4,结合差,节理、裂隙、,层面、小断层,裂隙块状或中,厚层状结构,3,0.4,0.2,结合好,镶嵌碎裂结构,结合一般,中、薄层状结,构,破碎,3,0.4,0.2,结合差,各种类型结构,面,裂隙块状结构,0.2,结合一般或结合差,碎裂状结构,极破碎,无序,结合很差,散体结构,岩体完整程度与岩体结构类型的定性划分,(,工程岩体分级标准,),整体状结构,层状结构,块状结构,碎裂结构,散体状结构,岩体的结构类型,整体块状,层状结构,碎裂结构,散体结构,4.2.1,岩石的主要物理和水理性质,密度和重度,相对密度(比重),孔隙度(孔隙率),吸水率和饱和吸水率,4.2,岩块的工程地质性质,4.2.1,岩石的主要物理性质,密度和重度,岩石密度,(,g/cm,3,),:试样质量,m,(,g,),与试样体积,V,(,cm,3,),的比值,天然密度,干密度,d,含水量,w,(),重度,(,kN/m,3,),:单位体积岩石受到的重力,与密度,的关系为,4.2.1,岩石的主要物理性质,相对密度(比重),G,s,干试样质量,m,(,g,),与,4,时同体积纯水质量(岩石固体体积与水的密度之积)的比值,4.2.1,岩石的主要水理性质,孔隙度(孔隙率),n,试样中孔隙(包括微裂隙)的体积,V,v,(,cm,3,),与试样总体积,V,(,cm,3,),的百分比,孔隙比,e,孔隙度,n,与孔隙比,e,之间的关系,4.2.1,岩石的主要水理性质,吸水率,W,a,和饱和吸水率,W,sa,饱水系数,k,w,4.2.1,岩石的主要水理性质,岩石的耐冻性,岩石的饱水系数,k,w,可以作为岩石耐冻性判别的指标。,饱水系数越大的岩石,耐冻性越差。,岩 石 种 类,耐冻岩石,不耐冻岩石,一般岩石的理论值,k,w,0.9,k,w,0.9,粒状结晶、孔隙均匀的岩石,k,w,0.8,k,w,0.8,孔隙不均匀或呈层状分布,有粘土物质充填的岩石,k,w,0.7,k,w,0.7,4.2.2,岩块的力学性质,岩石强度,抗压强度,:干抗压、饱和抗压、软化系数,抗拉强度,:劈裂试验,点荷载试验,抗剪强度,:中型剪、双面剪,岩石变形,弹性模量,变形模量,泊松比,4.2,岩体的主要力学特性,岩石力学指标的用途,划分岩石工程类型、岩体工程评价,饱和抗压强度,60MPa,60-30MPa,30MPa,15MPa,岩石类型,坚硬岩,中硬岩,软岩,极软岩,利用岩石饱和抗压强度划分岩石工程类型,4.2,岩体的主要力学特性,岩石力学指标的用途,岩体质量分类或洞室围岩类型划分,RMR,分类,:地质力学分类,南非,Q,分类,:隧道围岩质量分类,欧洲,国内:如,水利水电规范,、,岩土工程规范,,其他部们如铁道、公路、总参、建设部,个人方面有王思敬、陶振宇、杨子文。,评价岩体强度,利用,结构面网络模拟,、,蒙特卡洛法,等,影响岩石工程性质的因素,内部因素(岩石的地质特征),矿物成分,结构,构造,外部因素,水的作用,风化作用,结构面的发育程度、规模大小、组合形式等是决定结构体的形状、方位和大小,控制岩体稳定性的重要因素。尤以结构面的规模是最重要的控制因素。按结构面发育程度和规模可以划分为如下五级:,I,级结构面,-,区域构造起控制作用的断裂带,级结构面,-,延展性强而宽度有限的地质界面,级结构面,-,局部性的断裂构造,级结构面,-,节理面,V,级结构面,-,细小的结构面,4.3,结构面特征及力学性质,结构面的几何特征是反映结构面的外貌,由下列要素组成:,1,、走向,:,结构面与水平面的交线方向,用方位角表示。,2,、倾斜,:,结构面的倾斜方向和倾斜角度。,3,、连续性。,4,、粗糙度,:,表明结构面的粗糙程度。,5,、起伏度,:,包括起伏波的幅度和长度。起伏波的幅度是指相邻两波峰连线与其下波槽的最大距离,a,起伏波的长度是指相邻两波峰之距离。,结构面的几何特征,结构面的产状、形态、延展尺度、密集程度以及胶结与充填情况等是影响岩体强度和稳定性的重要因素。,1,、,结构面产状,:,指结构面的走向、倾向和倾角,对岩体是否沿某一结构面滑移起控制作用。,2,、结构面形态:,决定结构面抗滑力的大小,当结构面的起伏程度大,粗糙度高时,其抗滑力就大。,3,、结构面的延展尺度:,在工程岩体范围力,延展度大的结构面控制着岩体的强度。结构面延展情况不同,其力学效应也不同。,结构面的状态,(1),非贯通性结构面,(2),半贯通性结构面,(3),贯通性结构面,4,、结构面的密集程度:指岩体中各种结构面的发育程度。衡量密集度的指标为岩体裂隙度,K,和切割度,X,e,。,(,1,)岩体裂隙度,K,沿取样方向单位长度上的节理数量,式中:,n,为长度,l,内的节理数量,.,当取样线垂直节理的走向时,,d,为节理走向的垂直间距。按节理的垂直间距,d,将岩体分为:,d 180cm,整体结构;,d=30,80cm,块状结构,d 30cm,碎裂状结构;,d 6.5cm,极破碎结构,当岩体中有几组不同方向的节理时,如图所示两组节理,Ka,、,Kb,,则沿取样方向,x,上的节理平均间距,max,和,mbx,为,结构面的状态,式中:,n,为取样线,l,内的节理组数量,.,该取样线上的裂隙度,K,为,各组节理的裂隙度,K,i,之和。即:,K,越大,结构面越密集。不同测线上的,K,值差别越大,岩体各向异性越明显。按,K,的大小,可将节理分成:,疏节理(,K=0,1 m-1,);密节理(,K=1,10 m-1,);非常密集节理(,K=10,100 m-1,);压碎或糜棱化带(,K=100,1000 m-1,);,(,2,)切割度,X,e,指岩体被节理分割的程度。,假设岩体仅有一个结构面,可沿结构面在岩体中取一个贯通性的假想平直断面,则结构面面积,a,与该断面面积,A,之比,即为该岩体的切割度。,可见,当,:,0,Xe,R,。,粗糙结构面的抗剪强度,1,、,理想化粗糙结构面模型锯齿状结构面,(,1,),爬坡角,与,剪胀现象,(,2,)剪切强度,作用在斜面,AB,上的法向力和切向力分别为:,式中:,为结构面,AB,上的正应力和剪应力,,b,为,AB,面上的摩擦角。,如图为结构面有凸台的模型的剪,应力,与法向应力的关系曲线,它近似呈双,直线的特结构面受剪初期,剪切力上升较快;随着剪力和剪切变形增加,结构面上部分凸台被剪断,此后剪切力上升,梯度变小,直至达到峰值抗剪强度,Patton,公式,较小时,抗剪强度,tg(b+);,较大时,抗剪强度,c+tgb,其中,c,为视内聚力。,试验表面,低法向应力的剪切,结构面有剪切位移和剪胀;高法向应力的剪切,凸台剪断,结构面抗剪强度最终变成残余抗剪强度。在剪切过程中,凸台起伏形成的粗糙度以及岩石强度对结构面的抗剪强度起着重要作用。,在实际应用中应注意:,(1),对结构面进行直剪试验时,法向应力应与实际工程中的一致。一般认为,b,R(,残余摩擦角),.,(2),是各向不同的,因此,测量时应使所测,角与所讨论的方向一致。,不规则粗糙结构面的抗剪强度,Barton,强度准则,考虑到三个基本因素(法向力,、粗糙度,JRC,、结构面抗压强度,JCS,)的影响,,B,arton(1977),提出确定不规则粗糙结构面抗剪强度公式:,式中:,b,岩石表面基本摩擦角。,JRC,为结构面粗糙性系数(,0,20,),,B,arton,将其分为,10,级,平坦近平滑结构面为,5,,平坦起伏结构面为,10,,粗糙起伏结构面为,20,。,结构面的力学效应,单节理面的力学效应,1,、节理面的破坏条件(极限应力平衡方程),如图,岩体受,1,、,3,作用,节理面与最大主平面的交角为,,则节理面上的正应力和剪应力为:,1,3,1,3,如节理面强度符合库伦准则,其强度方程为:,式中:,c,j,j,为结构面的粘结力和内摩擦角。,(,1,),(,2,),节理面的破坏条件(极限应力平衡方程),或,可见:节理面上的应力和强度均是,的函数。因此,岩体强度与岩石的强度不同,除与应力状态有关外,还与节理面的方位有关。,1,2,,,单节理岩体才会沿节理面发生移动破坏,,Q,P,(,1,)式带入(,2,)式时,(,3,),(1),由上式极限平衡方程可见:,当,j,或,/2,,,1,3,故使方程有意义,(2),如图可见,当,1,2,岩体才会沿节理面产生滑移破坏。,故,节理面破坏,必须满足的条件,:,(1),j,/2,(,2),1,2,。,节理面破坏,必须满足的条件,求,1,、,2,RPM,中,:,RPM=21-j;,由正弦定律:,将,RM,PM,代入上式得:,由几何关系:,节理最不利的位置,由极限平衡方程可以看出,应力圆直径(,1,3,)是,的函数,当,等于某一个值时,其直径最小,与强度曲线相切。将上式对,取一阶导数,然后令其为,0,,得:,即是说,当 时,节理的强度最低,最容易产生破坏。说明岩体最容易沿此节理面产生滑移。,节理对岩体强度的影响,从上述分析可见:,(,1,)当节理面倾角,满足,1,2,且,j /2,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,且当,45,j/,2,时,岩体强度最低,其莫尔圆直径最小。,(,2,)当,增大或减小时,岩体的强度随之增加。,(,3,)当,2,时,岩体强度与节理无关,取决于岩石的强度。,3,=c,时,1,曲线,围压,3,=c,增加,即,c,2,c,1,岩体的强度随之增大。,多节理的力学效应,1,、岩体有两组相交的节理,其力学效应可根据单节理求解,一般有三种情况:,(,1,)两组中只有一组节理面倾角,满足,1,2,则岩体强度取决于该组节理的强度,岩体若发生破坏,必沿该节理面产生;,(,2,),两组节理均满足,1,2,则岩体强度取决于节理的临界应力圆大小。岩体若发生破坏,必沿临界应力圆直径较小的节理面产生;,(,3,)两组节理均不满足,1,2,则岩体强度取决于岩石本身的强度而不受节理的影响。,2,、岩体有多组相交的节理,当,C,j,=0,时结构面的力学效应,岩体中的节理往往呈现,c,j,=0,这时节理面的抗剪强度只靠摩擦力来维持。,莫尔库伦判据为:,由节理面极限应力平衡方程:,4.4,岩体力学性质与工程分类,岩体的力学性质,岩体变形是岩块变形和结构面变形叠加的结果。在长期静载荷作用下,岩体应力(应变)随时间发生变化,表现出流变特性。当应力一定时,岩体变形随时间持续增长成为蠕变。如课本,P95,图,4.11,所示。初始蠕变阶段岩体变形逐渐减小,平缓变形阶段变形速度接近常量,加速变形阶段变形速度加快直至岩体破坏。岩体发生蠕变破坏时的最低应力值成为长期强度。当岩体变形一定时,岩体应力随时间持续而减小,成为松弛。,岩体的强度,在岩体强度性质中,最重要的是抗剪强度。岩体的强度存在各异性,在垂直于结构面的方向上,岩体的抗剪强度接近于岩块的抗剪强度;在平行于结构面的方向上,岩体的抗剪强度取决于结构面的抗剪强度;在与结构面斜交的方向上岩体的抗剪强度随剪切面与结构面的夹角而变化。此外,岩体在瞬时冲击载荷下的动力强度比静载荷下的强度高。,一、岩体的单轴和三轴压缩变形特性,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,2、典型的岩体应力应变全过程曲线,4个阶段:,(1)裂隙压密阶段(,OA):,曲线上凹,(2)弹性变形阶段(,AB):,呈直线,(3)塑性变形阶段(,BC):,曲线下凹,(4)破坏后阶段(,CD):,残余强度,D,峰值强度,C,3,、,岩体变形曲线的基本形式,(1)直线型:坚硬、完整无裂隙岩体,直线型,下凹型,上凹型,S,型,(2)下凹型:节理裂隙发育,泥质充填,岩性软弱,(3)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,S,型。,4、岩石与岩体的应力应变曲线,二,、,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方式出现,并伴有一次大的应力降,然后可能产生稳定滑移。,三、岩体各向异性变形特征,1,、特征:垂直,层面方向,岩体变形模量,E,明显小于平行层面方向岩体的变形模量,E,。,(a),垂直层面加力,(b),平行层面加力,2,、变形机制不同:,3、构成岩体变形各向异性的两个基本要素:,(1)物质成分和物质结构的方向性,(2)结构面的方向性,(,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)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、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。,(,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。,岩体的应力量测,a.,应力恢复法,b.,应力解除法,c.,水压致裂法,d.,钻孔崩落测量法,岩体的工程分类,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。,分类的目的,: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。,按分类目的,可分为,综合性和专题性两种,;按其所涉及的因素多少,可分为,单因素分类法和多因素分类法,两种。,一、工程岩体分类的参考影响因素,1、岩石的质量,。主要表现在岩石的强度和变形性质方面。,2、岩体的完整性,。岩体完整性取决于不连续面的组数和密度。可用结构面频率(裂隙度)、间距、岩心采取率、岩石质量指标,RQD,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。,3、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。,一、工程岩体分类的参考影响因素,4、岩体及结构面的风化程度,。风化程度越高,岩体越破碎,强度越低。,5、地下水的影响,。渗流,软化,膨胀,崩解,静、动水压力等。,6、地应力,。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。,二、几种有代表性的工程岩体分类方法,式中:,R,c,岩石单轴抗压强度,,Mpa,f,20,为1级,最坚固;,f,0.3为第10级,最软弱。,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,故不能准确评价岩体的稳定性。,1,、普氏分类法,以岩石试件的单轴抗压强度作为分类依据,根据普氏坚固性系数,f,将岩石分为十级。,f,值越大,岩体越稳定。,2,、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:,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,0.75,0.750.55,0.550.35,0.350.15,10,2,50,15,4,8,1002,50,12,24,50100,7,12,25 50,4,不采用,5 25,2,不采用,1 5,1,不采用,1,0,(2)对应于岩芯质量指标的岩体评分值,R,2,RQD,(),91100,7690,5175,2650,3,13,0.31,0.050.3,0.05,评分值,3,0,25,20,10,5,(4)对于节理状态的岩体评分值,R,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,1,mm,,硬岩壁,20,略粗糙的表面、张开度,5,mm,的断层泥充填的张开节理;张开度5,mm,的,节理,延伸超过数米,0,(5)取决于地下水状态的岩体评分值,R,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,15,10,125,0.5,有严重地下水问题,,流水,0,(6)节理方位对,RMR,的修正值,R,6,方位对工程的影响评价,隧道,地基,边坡,很有利,0,0,0,有利,2,2,5,一般,5,7,25,不利,10,15,50,很不利,12,25,(7)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,0,0,20,0,顺倾向掘进,逆倾向掘进,倾角,45,0,90,0,20,0,45,0,45,0,90,0,20,0,45,0,45,0,90,0,20,0,45,0,不考虑走向,很有利,有利,一般,不利,很不利,一般,一般,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,61,80,较好,4160,较差,2140,很差,020,岩体分级的意义,考虑不支护隧道的自稳时间,分类号,平均自稳时间,15,m,跨,20年,10,m,跨,1年,5,m,跨,,1星期,2.5,m,跨,10,h,1m,跨,30,min,岩体的内聚力,(,kPa),400,300400,200300,100200,45,0,35,0,45,0,25,0,35,0,15,0,25,0,60,6030,3015,155,0.75,0.750.55,0.550.35,0.350.15,0.15,完整程度,完整,较完整,较破碎,破碎,极破碎,J,v,35,K,v,0.75,0.750.55,0.550.35,0.350.15,90K,v,+30,时,应以,C,=90K,v,+30,代入上式计算,Q,值;,当,K,v,0.04,C,+0.4,时,应以,K,v,=0.04,C,+0.4,代入上式计算,Q,值;,式中:,BQ,岩体基本质量指标;,C,岩石饱和单轴抗压强度,(,Mpa);,K,v,岩体完整性系数。,B、,按,BQ,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;,55,0,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;,450,450351,350251,250,潮湿或点滴出水,0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.6,淋雨状或涌流状出水,水压,0.1,MPa,或单位出水量,10L/(,min.m),0.1,0.2,0.3,0.4,0.6,0.7,0.9,淋雨状或涌流状出水,水压,0.1,MPa,或单位出水量,10L/(,min.m),0.2,0.4,0.6,0.7,0.9,1.0,(B),主要软弱结构面产状影响修正系数,K2,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60,0,结构面倾角75,0,其它组合,K2,0.40.6,00.2,0.20.4,(C),初始应力状态修正系数,K3,初始应力状态,BQ,550,550451,450351,350251,26.5,60,2.1,33,0.2,6050,2.11.5,3320,0.20.25,26.524.5,5039,1.50.7,206,0.250.3,24.522.5,3927,0.70.2,61.3,0.30.35,22.5,27,0.2,0.35,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,3729,0.220.12,坚硬较坚硬、结合差;,较软弱岩,结合一般,2919,0.120.08,较坚硬较软岩、结合差,很差;,软弱岩、结合差;软质岩的泥化面,1913,0.080.05,较坚硬及全部软质岩、结合很差;,软质岩泥化层本身,13,0.05,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20,m,,可长期稳定,偶有掉块,无塌方,跨度,1020,m,,可基本稳定,局部发生掉块或小塌方,跨度,10,m,,可长期稳定,偶有掉块,跨度,1020,m,,可稳定数日至1个月,可发生小至中塌方,跨度,510,m,,可稳定数月,可发生局部块体位移及小至中塌方,跨度5,m,,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5,m,,可稳定数日至1个月,无自稳能力,注:小塌方:塌方高度,3,m,,或塌方体积,6,m,,或塌方体积,100,m,3,
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