1、第五章 工程岩体分类 岩体复杂、理论不完善、靠经验。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体进行分类，这也是岩体力学中最基本的研究课题。的研究课题。第一节第一节 概述概述第二节 分类的目的与原则1 1、分类的目的、分类的目的（1 1为岩石工程建设的勘察、设计、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施工和编制定额提供必要的基本依据。据。（2 2便于施工方法的总结便于施工方法的总结,交流交流,推行。推行。（3 3为便于
2、行业内技术改革和管理。为便于行业内技术改革和管理。2 2、分类原则、分类原则 （1有明确的类级和适用对象。（2有定量的指标，减少人为因素。（3类级一般分四五级为宜。（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。国际趋势：“综合特征值分类法 3 3、分类的独立因素、分类的独立因素 在分类中起主导和控制作用的有如下在分类中起主导和控制作用的有如下几方几方 面因素：面因素：（1岩石材料的质量国内都用室内单轴抗压强度指标来反映）。（2岩体的完整性(用结构面特征的统计结果或岩体弹性波来反映）。（3水的影响软化、降低稳定性）（4地应力（5其它因素自稳时间、位移率）目前在岩体分类
3、中，岩石材料的质量、岩体的完整性、水的影响是最重要因素(独立因素）。第二节第二节 几种典型分类几种典型分类 1 1、按岩石的单轴抗压强度、按岩石的单轴抗压强度RCRC分类分类 用岩块单轴抗压强度进行分类，简单、早期，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因此在工程上采用了较长的时间(普氏系数普氏系数)。（一岩石单轴抗压强度分类（一岩石单轴抗压强度分类(表表5-1)5-1)规范分类规范分类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Jv）(条/m3)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
4、的时间(普氏系数)。国际趋势：“综合特征值分类法为主要软弱结构面产状影响修正系数，由表5-20查得0.（3计算岩体的基本质量指标修正值目前在岩体分类中，岩石材料的质量、岩体的完整性、水的影响是最重要因素(独立因素）。（1与岩石强度相关的岩体评分值R1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。1、定量的确定岩体基本质量表5-16 Jv与 Kv的对照关系1、为什么要进行工程岩体分类？2、定性的确定岩体基本质量用RQD值来描述岩石的质量-分级(表5-4)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Jv）(条/m3)用岩块单轴抗压强
5、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)。（三结合工程情况，计算岩体基本质量指标修KV岩体完整性指数值有一组结构面，其走向与巷道轴线夹角大约为25度、倾角为33度；2 2、按巷道岩石稳定性分类、按巷道岩石稳定性分类 （一斯梯尼（一斯梯尼(Stini)分类分类 根据巷道围岩的稳定性进行分类，如表根据巷道围岩的稳定性进行分类，如表5-2所示。所示。根据岩石抗压强度、工程地质条件和开挖时岩体稳定破坏现象，分四类，并有相应的施工措施，见表5-3（二前苏联巴库地铁分类（二前苏联巴库地铁分类3 3、按岩体完整性分类、按岩体完整性分类（一按岩石质量指标（一按岩石质量指标 RQD RQ
6、D 分类分类 （Rock Quality DesignationRock Quality Designation）RQD RQD是选用坚固完整的、其长度大于是选用坚固完整的、其长度大于等于等于10mm10mm的岩芯总长度与钻孔长度的比，的岩芯总长度与钻孔长度的比，百分数表示为：百分数表示为：%10010钻孔总长LcmlRQDi工程实践说明，RQD是一种比岩芯采取率更好的指标。例例 某钻孔的长度为某钻孔的长度为250cm250cm，其中岩芯采取，其中岩芯采取总长度为总长度为200cm,200cm,而大而大于于10cm10cm的岩芯总长度的岩芯总长度为为157cm(157cm(图图5-2)5-2)
7、，则，则岩 芯 采 取 率：岩 芯 采 取 率：200/250=80%200/250=80%RQD=157/250=63%RQD=157/250=63%用用RQDRQD值来描述岩石的质量值来描述岩石的质量-分级分级(表表5-4)5-4)（二以弹性波纵波速度分类（二以弹性波纵波速度分类根据：弹性波变化能反映岩体结构特性和完整性。根据：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，如表出了弹性波在各类岩体中传播特性，如表5-5。日本池田和彦于1969年提出了日本铁路隧道围岩强度分类。首先将岩质分
8、六类，在根据弹性波在岩体中的速度，将围岩强度分为七类。（表5-6）4 4、按岩体综合指标分类、按岩体综合指标分类 （二岩体的岩土力学分类（二岩体的岩土力学分类 由毕昂斯基由毕昂斯基(Bieniaski1974)提出提出“综合特综合特征值征值”-RMR值分类值分类0RMR90KV+30,RC90KV+30,代代RCRC90KV+3090KV+30b.b.按计算所得的按计算所得的Q Q值分级见表值分级见表5-185-18分为分为5 5级）级）2、定性的确定岩体基本质量（1岩石坚硬程度表5-16 Jv与 Kv的对照关系（2岩体完整性指数Kv的确定。根据巷道围岩的稳定性进行分类，如表5-2所示。（3计
9、算岩体的基本质量指标修正值（AI级BII级CIII级DIV级首先将岩质分六类，在根据弹性波在岩体中的速度，将围岩强度分为七类。工程岩体基本级别一旦确定以后，可按表5-2一、工程岩体分级的基本方法这6个指标分别由如下各表来确定。2、定性的确定岩体基本质量1、定量的确定岩体基本质量工程岩体基本级别一旦确定以后，可按表5-2（2岩石质量指标RQD由修正的岩芯采取率确定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：3、在我国工程岩体分级标准中，较完整岩体表示岩体的完整性指数为（）。（2定性化分岩体完整性（三结合工程情况，计算岩体基本质量指标修（三结合工程情况，计算岩体基本质量指标修
10、正值正值BQBQ，并按表，并按表5-185-18的指标值确定本工程的工的指标值确定本工程的工程岩体级别。程岩体级别。BQ BQBQBQ100(K1+K2+K3)100(K1+K2+K3)K1,K2,K3 K1,K2,K3值，可分别按表值，可分别按表5-195-19、5-205-20、5-215-21确确定。无表中所列情况时，修正系数取零。定。无表中所列情况时，修正系数取零。BQ BQ出现负值时，应按特殊问题处理。出现负值时，应按特殊问题处理。工程岩体基本级别一旦确定以后，可按表5-2选用岩体的物理力学参数以及按表5-23选用岩体结构面抗剪断峰值强度参数。（1 1岩体物理力学参数的选用岩体物理力
11、学参数的选用（2 2地下工程岩体自稳能力的确定地下工程岩体自稳能力的确定 利用标准中附录所列的地下工利用标准中附录所列的地下工程自稳能力表程自稳能力表5-245-24），可以对跨度等），可以对跨度等于或小于于或小于20m20m的地下工程作自稳性初步评的地下工程作自稳性初步评价，当实际自稳能力与表中相应级别的价，当实际自稳能力与表中相应级别的自稳能力不相符时，应对岩体级别作相自稳能力不相符时，应对岩体级别作相应调整应调整前往前往例：某地下工程岩体的勘探后得到如下资料：单轴饱和抗压强度强度 ；岩石较坚硬，但岩体较破碎，岩石的弹性纵波速度 、岩体的弹性纵波速度 ；工作面潮湿，有的地方出现点滴出水状态
12、；有一组结构面，其走向与巷道轴线夹角大约为25度、倾角为33度；没有发现极高应力现象。按我国工程岩体分级标准GB5021894该岩体基本质量级别和考虑工程基本情况后的级别分别确定为（）。（A）级和级（B）级和级（C）级和级（D）级和级 MpaRc5.42smVpr4500smVpm3500 解：（解：（1计算岩体的基本质量指标计算岩体的基本质量指标 vcKRBQ25039066.0450035002222prpmvVVKMpaRc5.42其中：检验限制条件：5.324.893066.0903090cvRKMpacR所以 仍取为32.5 66.01.24.05.4204.04.004.0vcKR
13、vK得：38366.02505.42390BQ（2 2查表查表5-185-18岩体基本质量分级表）岩体基本质量分级表）该岩体基本质量级别确定为该岩体基本质量级别确定为级。级。（3计算岩体的基本质量指标修正值计算岩体的基本质量指标修正值)(100321KKKBQBQ其中：为地下水影响修正系数，由表5-19查得0.1；为主要软弱结构面产状影响修正系数，由表5-20查得0.5；为初始应力状态影响修正系数，由表5-21查得0.5。1K2K3K所以：（4查表5-18（岩体基本质量分级表）该岩体质量级别最终确定为级。所以，本题答案选B）。273)5.05.01.0(100383BQ前往前往第五章习题选择题
14、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（）。（A1530MPa （B）5MPa （C515MPa （D）2MPa2、我国工程岩体分级标准中岩体完整性确定是依据（）。（ARQD （B节理间距 （C节理密度（D岩体完整性指数或岩体体积节理数3、在我国工程岩体分级标准中，较完整岩体表示岩体的完整性指数为（）。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？（）。（ARQD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。（A），（B），（C）（D），6、某岩石、实测单轴饱和抗压强度RC=55MPa,完整性指数KV=0.8，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（）（AI级BII级CIII级DIV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 前往前往
