3.2 工程岩体分类.pdf

工青洋今，、*分类的目的与原则岩体复杂、理论不完善、靠经验。从定性和定 量两个方面来评价岩体的工程性质，根据工程 类型及使用 目 的对岩体进行分类，这也是岩体力 学 中 最基本的研究课题。1、分类的目的(1)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。(2)便于施工方法的总结，交流，推广。(3)为便于行业内技术改革和管理。2、分类原则(1)有明确的类级和适用对象。(2)有定量的指标。/(3)类级一般分五级为宜。(4)分类方法简单明了、数字便于记忆 和应用。(5)根据适用对象，选择考虑因素。趋势：“综合特征值”分类法3、分类的独立因素在分类 中 起主导和 控制 作用 的有如下几方 面因素：(1)(2)(4)岩石材料的质量（强度指标）。岩体的完整性，结构面产状、密度、声波等。水文状态（软化、冲蚀、弱化）地应力其它因素（自稳时间、位移量）其中：岩性是最重要因素简易分类在现场凭经验和观察就可以确定.表3-4工程岩体简易分类表 表:M_类 型_持 征 描 述1.很弱的岩体手提即碎；占=00.l2x lOiMP2.同结较好、中硬的岩体敲击掉块，直径约 2、5 73cm;=0.12 0.4x1011、3.坚硬的或极硬的岩体敲击掉块，直径大于7.5cm二、几种典翘分类1、按岩石的单轴抗压强度R分类用岩块单轴抗压强度进行分类，简单、早期,因 此在工程上采用 了 较长的时间（普氏系数）。（一）岩石单轴抗压强度分类表5/岩石按抗压强度分类类 别岩石单轴抗压强度R,（MPa）岩石类别I250-160特坚岩160-100坚岩10040次坚岩IV6060-3030 1515-50.750,75 0.55O.55-O.350.35-0.15 10cm)尺QD=髭占孑L总长J。工程实践说明，RQD是一种比岩芯采取率更好的指标。例某钻孔的长度为 250cm,其中岩芯采取 总长度为200cm,而大 于10cm的岩芯总长度 为157cm,则岩芯采取 率：200/250=80%RQD=157/250=63%岩芯采取5265020010cm以上的岩芯Gm)26304145岩石采芯岖C 2DO/250=80%15-1?7RQI)=157/250=63%图5-2 RQD和岩芯采取率实例用RQD值来描述岩石的质量一分级於4 核RQD大小的岩石工程分级等雄RQD(%)工程分级I90-100D乃好的口50-75中等的N255差的V0-25极翻（二）以弹性波（纵波）速度分类依据：弹性波变化能反映岩体结构特性和完整性。中科院地质所根据他们对岩体结构的分类，列出了弹性波在各类岩体 中 传播特性。表S-5各类结构岩体中的弹住波传播特性弹性波指示类 别块状结构层状结构碎裂结构散体结构波速范围 采用值 最小值14000-5000450035003000-4000350025002000-3500275015000.80.80.60.50.80.650.50.3 0.60.45,0.30,40.3可接收矩离（m）范围 最小值5-1033-521-315,04,84,2好1,开挖面有涌水时，分类要降一级；2,康性岩石（蛇纹岩，变质安山岩、石墨片 岩、次灰若、温泉余土）的弹性波速度值，要特殊考虑这种情出其速度值小于 4.0km/s,泊松比大于0.3;3.对风化岩层沿松比小于0.3时，分类要提 高一级到两级；4,单位:km/加25.04.44A4.242-3.634.6川4.8-422,6中等44.2-3.0443.84.0-14142.82.6-2.053心3.24A3.43.63T3.0-2.42.2“.61.87,2差63.43.63.22,61,8L4-0.8一_ _1.4限厘桓2加VL亚叵医W魅 等状 中一薄一根L牌0.006VL L|M,H VH EH 0.03 0,1 0,3 10 0.3 10.0强度，&MP且图5-3 Franklin的岩石工程分类法EH一非常高；VH-很高；H高；M中等；L一低；VL一很低;L一点载荷指标（二）岩体的岩土力学分类由毕昂斯基（Bieniaskil974）提出“综合特征 值“-RMR值分类ORMR 100（在欧美流行）RMR=E 尺,式中的6个指标的相关因素分别为：R1岩石抗压强度 R9-RQD R节理间距,1 乙 JR节理状态 R1地下水状态 4 R6-修正系数，节理的方向对工程的影响 这6个指标分别由如下各表来确定。(1)与岩石强度相关的岩体评分值Ri可以用标准 试件进行单轴压缩来确定，也可由点荷载试验确定。S5-7 对应于岩石抗压强度的岩体评分值的增*公点荷载怖(MPa)无制限抗压强度(MPa)1评分值84-824 2不采用 不采用 不采用200100-2005070025-5010-253/031512742 110表5-7岩石抗压强度与岩体评分值&的对应关系(2)岩石质量指标RQD由修正的岩芯采取率确定 表58对应于RQD的岩体评分值R?腑i撇黯翻肛RQD闱9M0076说5145加503130.3-10.005*0.33002M150磔100-15045g卯PF资由巴顿岩体质量分类（Q分类）我国工程岩体分级标准(GB50218-94)1、工程岩体分级的基本方法(1)确定岩体基本质量/按定性、定量相协调的要求，最终确定岩石 的坚硬程度与岩体完整性指数。a.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度(及)1表 Rc与定性划分的岩石坚硬程度的关系b.岩体完整性指数（Kv）的确定。L用弹性波测试。见第三章选择有代表性露头或开挖面，对不同的工程 地质岩组进行节理裂隙统计，根据统计结果计 算单位岩体体积的节理数（JJ（条/HP）表Jv与Kv的对照关系照加）M010202M535A；.0.?5Q.WJ50.15，心50,55-0.350.M5处询*蹴1 JOF(2)基本质量分破a.岩体基本质量指标(BQ)按下式计算BQ=90+3Rr+250Kv式中：凡一岩石单轴饱和抗压强度的兆帕数值 Kv-岩体完整性指数值注：当%90%+30,代均=90%+30当Kv0.04 Rc+0.4,代%=0.04 Rc+0.4b.按计算所得的BQ值分级见表(分为5级)5 18岩体基本质量分级基本质量级别_岩体基本质量的定性特征_岩体基本质,指标（取）I坚硬岩，岩体完整550u!坚硬岩，岩体较完整；较坚硬岩,岩体完整550 451in坚硬岩，岩体较破碎；较坚硬岩或软馒岩互层，岩体较完整；1较软岩，岩体完整 1450r 351R1i坚谀岩体破阻;我鼻楼岩,岩体较破评-错；牧欤若或就境外交足豆以软片为功体较完整一收费弊；软方.后体完繁一较完猿350-251V较软岩,岩体械碎;软界者体发破波 T弹:坐荒极致郭山全部楼破邸并450450-351350-251602.13326,5n60-5001%524.550-3924.5-22.539-27370.222坚硬一莪坚硬岩.结合一般；较魏岩，结合好37-29.1 0.22-0.123坚硬一较坚硬岩，结合差；较软岩一软岩，结合一般29-19._ _ _,0.12-0,084较坚硬一较软岩,结合差一结合很差；软岩、结合差；软质岩的泥化面19-130.08-0.05“；较坚硬岩及全部软质岩，结合很差i 软质岩泥化层本身13 Rc=32.5所以仍取为32.5Mpa0.047?c+0.4=0.04 x 42.5+0.4=2.1 K”0.66所以Kv仍取为0.66得:5。=90+3 x 42.5+250 x 0.66=383(2)查表(岩体基本质量分级表)该岩体基本质量级别确定为ni级。(3)计算岩体的基本质量指标修正值BQ=BQ-1QQ(K1+勺+()其中:为地下水影响修正系数，由表查得=0.1；k2为主要软弱结构而产状影响修正系数，由表查得天0.5；k3为初始应力状态影响修正系数,由表查得=0.5。所以:BQ=383-100(0.1+0.5+0.5)=273(4)查表(岩体基本质量分级表)该岩体质量级别最终确定为IV级。所以，本题答案选(B)。习题选择题1、在我国工程岩体分级标准中，软岩表示岩石 的饱和单轴抗压强度为()。/(A)1530Mpa(B)5MPa(C)515MPa(D)0.55(D)0.75-0.55 4、在我国工程岩体分级标准中，岩体基本 质量指标是由哪两个指标村确定的？()o(A)RQD和节理密度(B)岩石单轴饱和抗压强度和岩体的完整性指数(C)地下水和RQD(D)节理密度和地下水5、我国工程岩体分级标准中是根据哪些因 素对岩石基本质量进行修正的？（）。地应力大小；地下水；结构面 方位；结构面粗糙度。r（A），（B），（C）/（D），6、某岩石、实测单轴饱和抗压强度 Rc=55MP,完整性指数Kv=0.8,野外鉴 别为原层状结构，结构面结合良好，锤 击清脆有轻微回弹，按工程岩体分级标准确定该岩石的基本质量等级为()(A)1 级(B)n级(c)in级(d)iv级问答题1、为什么要进行工程岩体分类？参考答案1、C 2、D 3、D 4、B 5、D 6、B