5.3 ZSL我国工程岩体分级标准

§5.3 我国工程岩体分级标准（GB50218-94）主要内容：一、GB50218-94 分级标准的制定二、工程岩体分级的基本方法三、工程岩体分级标准的应用四、工程岩体分级举例重点：GB50218-94 分级的基本方法。

难点：分级指标的确定。

1、前面主要内容回顾分类目的、原则、指标（考虑的因素）代表性分类：岩块工程分类①迪尔和米勒的双指标分类②岩块强度分类，R c 、I s (50)③岩块质量系数S 分类岩体工程分类①岩体质量指标RQD 分类②岩体地质力学分类—RMR 分类（和差模型）③Barton 隧道围岩分类—Q 分类（积商模型）2、我国岩体分级分类的概况、存在的问题70年代以来，各部门相继制定了一些分类标准，这些分类原则、标准、测试方法等不尽相同，无可比性。

一、GB 50218-94 分级标准的制定21s cs tw cw E σE σS ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=3、分级标准(BQ标准)制定的原则、目的、方法BQ标准在总结现有各行业分类标准的基础上，编制统一分级标准。

分级的目的为评价工程岩体稳定性。

分类与分级的差别。

分类无序，分级则有序。

BQ标准采用定性与定量相结合的方法，分级过程中，定性与定量同时进行对比检验最后综合评定级别。

定性与定量的优劣。

定性体现经验，定量反映试验。

工程岩体—是指与岩石工程有关的岩体。

岩石工程就是岩体工程，即对岩体利用、治理、改造的工程。

它是工程建筑的一部分。

GB50218-94分级标准属于综合性分类。

4、BQ标准的分级因素各类工程岩体受力状态不同，破坏形式多样，稳定标准不同，如何兼顾各类工程的特点？BQ标准，分析研究众多分类方法及大量工程实践和岩石力学试验研究成果，按照共性提升的原则，将决定各类工程岩体质量和稳定性的基本共性抽出来，即考虑：①岩石作为材料存在的属性—岩石坚硬程度②岩石作为地质存在的属性—岩体完整程度为衡量各类工程岩体稳定性高低的基本尺度，作为分级的基本因素，进行岩体基本质量分级。

其它影响岩体质量和稳定的属性，以及岩体存在环境条件的影响等，对不同行业类型工程岩体影响程度不同，而作为各类工程岩体个性的修正因素考虑，进一步进行工程岩体质量分级。

5、工程岩体分级标准的分级方法质量指标确定采用定性定量相结合方法；分级按岩体基本质量分级和工程岩体质量分级两步进行。

采用聚类分析、相关分析等统计方法，根据工程实践经验研究选取分级因素，收集各部门、各工程的460组实测数据，从中遴选了R c 、I s 、V pr 、V pm 、γ、埋深H 、节理间距d p (或RQD )等七项指标。

抽样总体来自各部门的103个工程，其中来自国防21个、铁道13个、水电24个、冶金有色30个、煤炭8个、人防1个、建筑部门6个。

6、工程岩体分级标准的性质及适用范围本标准属于GB 第二层次的通用标准，适用于各部门、行业的岩体工程。

分级数量的确定（5级）分级多精度高，可信度低；分级少精度低，可信度高。

(一)岩体质量分级《工程岩体分级标准》(GB50218-94)采用二级分级法质量指标QB 确定采用定性定量相结合方法；分级：在岩体基本质量QB 分级的基础上，对QB 进行修正，确定工程岩体质量[QB ]，再按[QB ]详细分级。

1.定量确定岩体基本质量(1)岩石坚硬程度定量指标的确定和划分岩石坚硬程度定量指采用岩石单轴饱和抗压强R C 当无条件取得R c 时，可由实测岩石的点荷载（I s (50)）按下式进行换算。

)65(82.2275.0)50(-=s c IR 二、工程岩体分级的基本方法(2)岩体完整程度定量指标的确定和划分①岩体完整性指数（K v ）由弹性波测试方法确定：表5-3 R C 与定性划分的岩石坚硬程度的关系极软岩软岩较软岩较坚硬岩坚硬岩坚硬程度<515 ～530 ～1560 ～30>60σc （MP a ）——岩体波纵波波速(km/s )——岩块波纵波波速(km/s )rp m p V V 2rp m p v V V K ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=<0.150.35 ～0.150.55 ～0.350.75 ～0.55>0.75K v 极破碎破碎较破碎较完整完整完整程度>3520 ～3510 ～203 ～10<3J v （条/m 3)表5—9J v 与K v 的对照关系及与岩体完整程度划分的对应关系②根据节理裂隙统计体积的节理数（J v ）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（J v ）(条/m 3)J v = S 1 + S 2 + S 3 +……+ S n + S k (条/m 3)式中：S n —第n 组节理每米长测线上的条数；S k —每立方米岩体非成组节理条数。

2.定性确定岩体基本质量根据地质调查的工程技术人员对工程岩体实际观察结果,对岩石坚硬程度和岩体完整性进行划分。

(1)岩石坚硬程度的定性划分具体划分参见表5-9-1。

1.弱风化的坚硬岩；2.未风化—微风化的：熔结凝灰岩、大理岩、板岩、白云岩、石灰岩、钙质胶结的砂岩等锤击声较清脆，有轻微回弹，稍震手，较难击碎；浸水后，有轻微吸较坚硬岩未风化—微风化的：花岗岩、正长岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、片麻岩、石英片岩、硅质板岩、石英岩、硅质胶结的板岩、石英砂岩、硅质石灰岩等锤击声清脆，有回弹，震手，难击碎；浸水后，大多无吸水反应坚硬岩硬质岩代表性岩石定性鉴定名称1.全风化的各种岩石；2.各种半成岩锤击声哑，无回弹，有较深的凹痕，手可捏碎；浸水后，可极软1.强风化的坚硬岩；2.弱风化—强风化的较坚硬岩；3.弱风化的较软岩；4.未风化的泥岩等锤击声哑，无回弹，有凹痕，易击碎；浸水后，手可掰开软岩1.强风化的坚硬岩；2.弱风化的较坚硬岩；3.未风化—微风化的：凝灰岩、千枚岩、砂质泥岩、泥质灰岩、泥质砂岩、粉砂岩、页岩等锤击声不清脆，无回弹，较易击碎；浸水后，指甲可划出印痕较软岩软质岩代表性岩石定性鉴定名称续表5-9-2(2)岩体完整程度的定性划分具体划分参见表5-22。

结构构造全部破坏，矿物成分除石英外，大部分风化成土状全风化结构构造大部分破坏，矿物色泽明显变化，长石、云母的多风化成次生矿物强风化结构构造部分破坏，矿物色泽较明显变化，裂隙面出现风化矿物或存在风化夹层弱风化结构构造、矿物色泽基本未变，部分裂隙面有铁质渲染微风化结构构造未变，岩质新鲜未风化风化特征名称表5-9-3 岩石风化程度的划分表5-9-4 岩体完整程度的定性划分块状结构中、薄层状结构结合一般碎裂状结构结合一般或结合差≤0.2镶嵌碎裂结构结合好0.4 ～0.2≥3结合好或结合一般1.0 ～0.42 ～3散体状结构裂隙块状结构裂隙块状或中厚层状结构块状或厚层状结构整体状或巨厚层状结构相应结构类型各种类型结构面节理、裂隙、层面、小断层节理、裂隙、层面节理、裂隙、层面主要结构面类型0.4 ～0.21.0 ～0.4＞1.0＞1.0平均间距(m )组数结合很差结合差结合差结合差结合好或结合一般主要结构面的结合程度无序极破碎≥3破碎2 ～3较破碎1～2较完整1～2完整结构面发育程度名称泥质充填或泥夹岩屑充填，充填厚度大于起伏差结合很差张开度1～3 mm,结构面平直,为泥质或泥质和钙质胶结；张开度大于3 mm ，多为泥质或岩屑充填结合差张开度1～3 mm ，为钙质或泥质胶结；张开度大于3 mm ，结构面粗糙，为铁质或钙质胶结结合一般张开度1～3 mm ，为硅质或铁质胶结；张开度大于3 mm ，结构面粗糙，为硅质胶结结合好张开度小于1 mm ，无充填物；结合好结构面特征名称表5-9-5结构面的结合程度的划分3、岩体基本质量分级(1)岩体基本质量指标（BQ）按下式计算BQ＝90+3σcw+250K v式中：σcw－岩石饱和单轴抗压强度的兆帕数值Kv－岩体完整性指数值限制条件：①当σcw >90Kv+ 30 ,代σcw＝90Kv+ 30②当Kv > 0.04σcw+0.4 ,代Kv＝0.04σcw+0.4(2) 按计算所得的BQ值分级见表5-10（分为5级）表5—10 岩体质量分级450～351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Ⅲ350～251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Ⅳ<250较软岩，岩体较破碎；软岩，岩体较破碎～破碎；Ⅴ550～451坚硬岩，岩体较完整；较坚硬岩，岩体完整Ⅱ>551坚硬岩，岩体完整Ⅰ基本质量指标（BQ ）岩体质量的定性特征基本质量级别4、工程岩体质量分级的确定(1) 岩体基本质量指标BQ修正工程岩体详细定级时,BQ进行修正考虑工程的特点，岩体赋存环境对岩体基本质量指标BQ按下式进行修正，[BQ]＝BQ－100(K1+K2+K3)—地下水影响修正系数；式中K1K2 —主要软弱结构面产状影响的修正系数；K3 —初始应力状态影响修正系数。

(2) 工程岩体质量分级依修正后值[BQ]，仍按表5—10确定工程岩体级别。

表5—13 地下水影响修正系数K 11.00.7～0.9 0.4～0.6 0.2淋浴状或涌流状出水，水压＞0.1MP a 或单位出水量＞10L /（min·m ）0.7～0.90.4～0.60.2～0.30.1淋浴状或涌流状出水，水压≤0.1MP a 或单位出水量≤10L /（min·m ）0.4～0.6 0.2～0.3 0.10潮湿或点滴状出水<250350～251450 ～351>450BQ地下水出水状态K 1 ，K 2 ，K 3可分别按表5-24、5-25、5-26确定。

无表中所列情况时，修正系数取零。

[BQ ]出现负值时，应按特殊问题处理。

表5—14 主要软弱结构面产状影响修正系数K 20.2～0.40～0.2 0.4～0.6K 2其他组合结构面走向与洞轴线夹角﹥60°结构面倾角﹥75°结构面走向与洞轴线夹角﹤30°结构面倾角30°～75°结构面产状及其与洞轴线的组合关系0.5～1.00.5～1.00.50.50.5高应力区1.01.0～1.5 1.0～1.5 1.01.0极高应力区<250350～251450～351550～451>550BQ初始应力状态表5—15 初始应力状态影响修正系数K 3高应力4～7 1.硬质岩：开挖过程中可能出现岩爆，洞壁岩体有剥离和掉块现象，新生裂缝较多，成洞性较差；基坑时有剥离现象，成形性一般尚好2.软质岩：岩芯时有饼化现象，开挖过程中洞壁岩体位移显著，持续时间较长，成洞性差；基坑有著隆起现象，成形性较差＜4 1.硬质岩：开挖过程中时有岩爆发生，有岩块弹出，洞壁岩体发生剥离，新生裂缝多，成洞性差；基坑有剥离现象，成形性差2.软质岩：岩芯常有饼化现象，开挖过程中洞壁岩体有剥离，位移极为显著，甚至发生大位移，持续时间长，不易成洞；基坑发生显著隆起或剥离，不易成形极高应力R c /σmax 主要现象应力情况表5-15’补充初始应力情况的判定二、工程岩体分级标准的应用(3条)（一）岩体物理力学参数的选用工程岩体基本级别一旦确定以后，可选用岩体的物理力学参数以及岩体结构面抗剪断峰值强度参数。