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(jù)； 3 對解決實(shí)際工程問題，提供必要的定量數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行巖石工程的規(guī)劃和設(shè)計(jì)； 4 為學(xué)術(shù)交流提供有效的共同基礎(chǔ)。,基本要求：,1 條款簡單明確；2 以容易測量的實(shí)測參數(shù)為基礎(chǔ)。,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(yīng)該是定量的，以便于用在技術(shù)計(jì)算和制定定額上；3 分類的級數(shù)應(yīng)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(yīng)簡單明了，數(shù)字便于記憶，便于應(yīng)用；5 由于目的、對象不同，考慮的因素也不同。各個因素應(yīng)有明確的物理意義，并且還應(yīng)該是獨(dú)立的影響因素。一般來說，為各種工程服務(wù)的工程巖體分類須考慮：節(jié)理和巖塊的工程質(zhì)量、風(fēng)化程度、地下水、巖體的各種物理力學(xué)參數(shù)、地應(yīng)力、工程規(guī)模和施工條件。,2 .巖體分類的現(xiàn)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(zhì)量

3、指標(biāo)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(nèi)現(xiàn)狀； 國外現(xiàn)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(guān)系密切，RQD與體積節(jié)理數(shù)Jv之間存在以下統(tǒng)計(jì)關(guān)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(zhì)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(jīng)過多次修改，逐漸趨于完善的一種綜合分類方法。,分類依據(jù)下列參數(shù)：,(1) 完整巖石材料的強(qiáng)度；,(2) 巖石質(zhì)量指標(biāo)（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(biāo)準(zhǔn),表4-10 按節(jié)理產(chǎn)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(hù)跨度的穩(wěn)定時間與RMR指標(biāo)的關(guān)系,6

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

6、分類標(biāo)準(zhǔn),表4-13 隧道質(zhì)量指標(biāo)Q詳細(xì)分類標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)Q指標(biāo)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(hù)； 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(jié)構(gòu)面的方位和傾角，但未考慮到巖體的應(yīng)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(qiáng)度。,RMR與Q系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn),二者都認(rèn)為結(jié)構(gòu)面方位和傾角的影響都遠(yuǎn)比通常預(yù)想的要小。,RMR=9logeQ+44,二者關(guān)系：,使用條件：,RMR適合于淺埋的堅(jiān)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(biāo)準(zhǔn)（GB50218-94

8、）,1 工程巖體分級的基本方法,,,,分類指標(biāo)：巖石的堅(jiān)硬程度；巖體的完整性,巖石的堅(jiān)硬程度——用巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度衡量，加工標(biāo)準(zhǔn)試件，按飽和強(qiáng)度測定方法，在室內(nèi)用壓力機(jī)測定。,巖體的完整性——用巖體完整性系數(shù)衡量，用聲波儀測定，按以下公式計(jì)算,若沒有條件測定波速，也可用單位巖體中的節(jié)理數(shù)求Ｋｖ,Sn——第n組節(jié)理每米長測線上的條數(shù)；Sk——每立方米巖體非成組節(jié)理?xiàng)l數(shù)。,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(qiáng)度，可根據(jù)點(diǎn)載荷試驗(yàn)換算。,巖體基本質(zhì)量指標(biāo) BQ ：,——巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度的兆帕數(shù)值；,Kv 　——巖體的完整性系數(shù)。,表4-17 巖體基本質(zhì)量分級,巖體基本質(zhì)量指標(biāo)修正值[BQ],,K1——地下水影響修正系數(shù)；K2——主要軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正系數(shù)；K3——初始應(yīng)力狀態(tài)影響修正系數(shù)。,主要軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正系數(shù)K2,地下水影響修正系數(shù)K1,,初始應(yīng)力狀態(tài)影響修正系數(shù)K3,,巖體物理力學(xué)參數(shù),結(jié)構(gòu)面抗剪斷峰值強(qiáng)度

10、,地下工程巖體自穩(wěn)能力,巖體質(zhì)量評價及其分類的發(fā)展趨勢,1 采用多因素綜合指標(biāo)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(guān)系，重視巖體的不連續(xù)性，把巖體的結(jié)構(gòu)和巖石質(zhì)量因素作為影響巖體質(zhì)量的主要因素和指標(biāo)；2 向定性和定量相結(jié)合的方向發(fā)展；3 利用簡易巖體力學(xué)測試（如鉆孔巖心、波速測試、點(diǎn)荷載實(shí)驗(yàn)等）研究巖體特性，初步判別巖類，減少費(fèi)用昂貴的大型試驗(yàn)，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(yīng)用。