岩体工程分类.

•方法：通过岩体的一些简单和容易实测的指标，把工程地质条件和岩体力学性质参数联系起来，并借鉴已建工程设计、施工和处理等方面成功与失败的经验教训，对岩体进行归类的一种工作方法。•目的：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、建筑物选型和施工方法选择等提供参数和依据。岩体的工程分类一、岩块的工程分类1、Deere&Miller双指标分类•分类指标：岩块抗压强度（c）、模量比（Et/c）类别岩块分类σc(MPa)岩石类型举例A极高强度＞200石英岩、辉长岩、玄武岩B高强度100~200大理岩、花岗岩、片麻岩C中等强度50~100砂岩、板岩D低强度25~50煤、粉砂岩、片岩E极低强度1~25白垩、盐岩类别Et/σc分类Et/σcH高模量比＞500M中等模量比200~500L低模量比＜2002国标《岩土工程勘察规范》分类•分类指标：新鲜岩块的饱和单轴抗压强度（cw）类别亚类饱和单轴抗压强度(MPa)代表性岩石硬质岩石极硬岩石＞60花岗岩、花岗片麻岩、闪长岩、玄武岩、石灰岩、石英砂岩、石英岩、大理岩、硅质砾岩等次硬岩石30~60软质岩石次软岩石5~30粘土岩、页岩、千枚岩、绿泥石片岩、云母片岩等极软岩石＜5二、岩体的工程分类1岩体质量分级2洞室围岩分类3岩体地质力学分类（RMR分类）4巴顿岩体质量分类（Q分类）1、岩体质量分级（《工程岩体分级标准》GB50218-94）•分级指标：岩体基本质量指标BQBQ=90+3σcw+250Kv•当σcw＞90Kv＋30时，令σcw＝90Kv＋30•当Kv＞0.04σcw＋0.4时，令Kv＝0.04σcw＋0.4Jv与Kv对照表Jv(条/m3)＜33~1010~2020~35＞35Kv＞0.750.75~0.550.55~0.350.35~0.15＜0.15•分级方法：（1）按岩体基本质量指标BQ进行初步分级（2）根据天然应力、地下水和结构面方位等对BQ进行修正（3）按修正后的［BQ］进行详细分级基本质量级别岩体质量的定性特征岩体基本质量指标(BQ)Ⅰ坚硬岩，岩体完整＞550Ⅱ坚硬岩，岩体较完整；较坚硬岩，岩体完整550~451Ⅲ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450~351Ⅳ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350~251Ⅴ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＜250岩石饱和单轴抗压强度σcw(MPa)＞6060~3030~1515~5＜5坚硬程度坚硬岩较坚硬岩较软岩软岩极软岩岩石坚硬程度划分表岩体完整程度划分表岩体完整性系数Kv＞0.750.75~0.550.55~0.350.35~0.15＜0.15完整程度完整较完整较破碎破碎极破碎各级岩体物理力学参数及围岩自稳能力表级别密度ρ(g/cm3)抗剪强度变形模量E(GPa)泊松比μ围岩自稳能力φ(°)C(MPa)Ⅰ＞2.65＞60＞2.1＞330.2跨度≤20m，可长期稳定，偶有掉块，无塌方Ⅱ＞2.6560~502.1~1.533~200.2~0.25跨度10~20m，可基本稳定，局部可掉块或小塌方;跨度＜10m，可长期稳定，偶有掉块Ⅲ2.65~2.4550~391.5~0.720~60.25~0.3跨度10~20m，可稳定数日~1月，可发生小至中塌方；跨度5~10m，可稳定数月，可发生局部块体移动及小至中塌方；跨度＜5m，可基本稳定Ⅳ2.45~2.2539~270.7~0.26~1.30.3~0.35跨度＞5m，一般无自稳能力，数日至数月内可发生松动、小塌方，进而发展为中至大塌方。埋深小时，以拱部松动为主，埋深大时，有明显塑性流动和挤压破坏；跨度≤5m，可稳定数日至1月Ⅴ＜2.25＜27＜0.2＜1.3＞0.35无自稳能力•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：［BQ］＝BQ－100(K1＋K2＋K3)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。•根据修正值的［BQ］进行重新分级。确定各级岩体的物理力学参数和围岩自稳能力。K1BQ＞450450~350350~250＜25地下水状态潮湿或点滴状出水00.10.2~0.30.4~0.6淋雨状或涌流状出水，水压≤0.1MPa或单位水量＜10L／min0.10.2~0.30.4~0.60.7~0.9淋雨状或涌流状出水，水压＞0.1MPa或单位水量＞10L／min0.20.4~0.60.7~0.91.0地下水影响修正系数(K1)表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夹角α＜30°，倾角β＝30°~75°结构面走向与洞轴线夹角α＞60°，倾角β＞75°其他组合K20.4~0.50~0.20.2~0.4主要软弱结构面产状影响修正系数(K2)表K3BQ＞550550~450450~350350~250＜250天然应力状态极高应力区1.01.01.0~1.51.0~1.51.0高应力区0.50.50.50.5~1.00.5~1.0天然应力影响修正系数(K3)表2、洞室围岩分类（《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•优点：给出了毛洞自稳性的工程地质评价，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。围岩类别主要工程地质特点毛洞稳定情况岩体结构构造影响程度，结构面发育情况和组合状态岩石强度指标岩体声波指标岩体强度应力比Sm单轴饱和抗压强度σcw(MPa)点荷载强度(MPa)岩体纵波度vmp(km／s)岩体完整性系数KvⅠ整体状及层间结合良好的厚层状结构构造影响轻微，偶有小断层。结构面不发育，仅有两到三组，平均间距大于0.8m，以原生和构造节理为主，多数闭合，无泥质充填，不贯通。层间结合良好，一般不出现不稳定块体＞60＞2.5＞5＞0.75毛洞跨度5~10m时，长期稳定，一般无碎块掉落GBJ86-85围岩分类3岩体地质力学分类(RMR分类)•分类指标：岩块强度、RQD值、节理间距、节理条件及地下水•分类方法：（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，φ)值。（1）根据各类指标的数值，按右表的标准评分，求和得总分RMR值。分类参数数值范围1完整岩石强度(MPa)点荷载强度指标＞104~102~41~2对强度较低的岩石宜用单轴抗压强度单轴抗压强度＞250100~25050~10025~505~251~5＜1评分值1512742102岩心质量指标RQD(％)90~10075~9050~7525~50＜25评分值201510833节理间距(cm)＞20060~20020~606~20＜6评分值201510854节理条件节理面很粗糙，节理不连续，节理宽度为零，节理面岩石坚硬节理面稍粗糙，宽度＜1mm，节理面岩石坚硬节理面稍粗糙，宽度＜1mm，节理面岩石软弱节理面光滑或含厚度＜5mm的软弱夹层，张开度1~5mm，节理连续含厚度＞5mm的软弱夹层，张开度＞5mm，节理连续评分值3025201005地下水条件每10m长的隧道涌水量(L/min）无＜1010~2525~125＞125节理水压力/最大主应力比值或0或＜0.1或0.1~0.2或0.2~0.5或＞0.5总条件或完全干燥或潮湿或只有湿气(有裂隙水)或中等水压或水的问题严重评分值1510440（2）按下表的规定对总分作适当的修正。节理走向或倾向非常有利有利一般不利非常不利评分值隧道0-2-5-10-12地基0-2-7-15-25边坡0-5-25-50-60按节理方向修正评分值走向与隧道轴垂直走向与隧道轴平行与走向无关沿倾向掘进反倾向掘进倾角20°~45°倾角45°~90°倾角0°~20°倾角45°~90°倾角20°~45°倾角45°~90°倾角20°~45°非常有利有利一般不利一般非常不利不利节理走向和倾角对隧道开挖的影响（3）根据修正后的总分确定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，φ)值。评分值100~8180~6160~4140~21＜20分级ⅠⅡⅢⅣⅤ质量描述非常好的岩体好岩体一般岩体差岩体非常差岩体平均稳定时间(15m跨度)20a(10m跨度)1a(5m跨度)7d(2.5m跨度)10h(1m跨度)30min岩体内聚力(kPa)＞400300~400200~300100~200岩体内摩擦角(°)＞4535~4525~3515~25＜154、巴顿岩体质量(Q)分类•分类指标：Q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——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。SRFJJJJRQDQwarn岩体工程分类的发展趋势•1、定性描述与定量评价相结合•2、多因素综合指标•3、与地质勘探手段结合（波速、点荷载、RQD）•4、新理论新方法的应用•——专家系统、模糊评价、灰色系统、神经网络•5、分类结果与岩体力学参数估算、处理方法、施工方法相结合