公路隧道围岩分级与压力计算
隧道围岩分级及其应用与围岩压力[详细]
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隧道围岩分级及其应用与围岩压力隧道工程所赋存的地质环境的内涵很广,包括地层特征、地下水状况、开挖隧道前就存在于地层中的原始地应力状态、地温梯度等。
因此,隧道围岩的稳定性是反映地质环境的综合指标。
也是我们修建隧道工程对围岩特征研究的重要内容之一。
隧道围岩压力是指隧道开挖后,围岩作用在隧道支护上的压力,是隧道支撑或衬砌结构的主要荷载之一。
其性质、大小、方向以及发生和发展的规律,对正确地进行隧道设计与施工有很重要的影响。
5.1 隧道围岩分级及其应用隧道围岩分级是正确地进行隧道设计与施工的基础。
一个较好的、符合地下工程实际情况的围岩分级,多改善地下结构设计,发展新的隧道施工工艺,降低工程蛰价,多XX省地修建隧道,有着十分重要的意义。
借用苏联的岩石坚固系数进行分类,即通常所谓的普氏系数(f值)。
在长期大量的地下工程实践中发现:这种单纯以岩石坚固性(主要是强度)指标为基础的分类方法,不能全面反映隧道围岩的实际状态。
逐渐认识到:隧道的破坏,主要取决于围岩的稳定性,而影响围岩稳定性的因素是多方面的,其中隧道围岩结构特征和完整状态,是影响围岩稳定性的主要因素。
隧道围岩体的强度,对隧道的稳定性有着重要的影响,地下水、风化程度也是隧道围岩丧失稳定性的重要原因。
从围岩的稳定性出发,1975年编制了我国“铁路隧道围岩分类”,这个分类由稳定到不稳定共分六类,代替了多年沿用的从岩石坚固性系数来分级的方法。
我国公路隧道围岩分级起步较晚,随着我国经济的发展,公路交通得到较大的发展,大量的公路隧道修建,需要有一个适合我国工期的公路隧道围岩分级,于1990年,根据我国铁路隧道的围岩分级为基础,编制了我国“公路隧道围岩分级”。
从国内外的发展中可以看出,以隧道围岩的稳定性为基础进行分级是总的趋势。
但分级指标方面,大多数正在从定性描述、经验判断向定量描述发展。
5.1.1隧道围岩分级的因素指标及其选择围岩分级的指标,主要考虑影响围岩稳定性的因素或其组合的因素,大体有以下几种:1．单一的岩性指标一般有岩石的抗压和抗拉强度、弹性模量等物理力学参数；岩石的抗钻性、抗爆性等工程指标。
隧道工程中主要围岩分级及围岩压力
❖ 岩体受剪时的剪切变形特性主要受结构面控制。 根据结构体和结构面的具体形态，岩体的剪切变 形可能有三种方式：
❖ 1、沿结构面滑动 结构面的变形特性即为岩体 的变形特性。
❖ 2、结构面不参与作用，沿结构体岩石断裂。岩石 的变形特性起主导作用。
❖ 3、在结构面影响下，沿岩石剪断。岩体的变形特 性介于上述二者之间。
❖ 根据它们对岩体力学性质和围岩稳定性的影响(称 为岩体的结构效应)，工程地质学中岩体划分为四 大种结构类型：
❖ Ⅰ、整体块状结构 ❖ Ⅱ、块状结构 ❖ Ⅲ、层状结构 ❖ Ⅳ、散体结构
四力场。由于岩体的 自重和地质构造作用，在地下工程开挖前岩体中就 已经存在着一定的地应力场，称之为围岩的初始应 力场。
❖ 地面结构体系一般都是由结构和地基组成，地基在 结构底部起约束作用，除了自重外，荷载都是来自 外部。
❖ 而地下结构是由周边围岩和支护结构两者组成的， 即 地下结构＝支护结构＋周边围岩 。
❖ 其中以地层为主，各种围岩都是具有一定自承能力 的介质，即周边围岩在很大程度上是地下结构承载 主体，支护仅用来约束地层，使它不产生过大的变 形而破坏、坍塌。在地层稳固的情况下，体系中可 以不设支护结构而只留下地层，如我国陕北的黄土 窑洞。
❖ 地下结构所承受的荷载又主要来自结构体系的本 身——地层，故称为地层压力或围岩压力。
❖ 在地下结构体系中，地层既是承载结构的基本组成 部分，又是造成荷载的主要来源，这种合二为一的 作用机理与地面结构是完全不同的。
一、围岩的力学性质
1.岩体
❖ 岩体是在漫长的地质历史中，经过岩石建造、构造形 变和次生蜕变而形成的地质体。
❖ 结论：岩体既不是简单的弹性体，也不是简单的塑 性体，而是较为复杂的弹塑性体。整体性好的岩体 接近弹性体，破裂岩体和松散岩体则偏向于塑性体。
隧道工程第5章-围岩分级与围岩压力
2)切线模量(Et)指曲线上任一点处切线的斜率，一般 特指中部直线段的斜率，即
2 1 Et 2 1
3)割线模量(Es)指曲线某特定点与原点连线的斜率，通 常取σc / 2处的点与原点连线的斜率，即
50 Es 50
泊松比是指在单轴压缩条件下，横向应变与轴向 应变之比，即
问题：围岩流变特性对隧道的影响？
岩体的流变
5.1 隧道围岩的概念与工程性质
工程性质
2、岩体强度
岩石强度：通过试件获得。
岩体强度：低于岩石强度，约为岩石强度的70～80％。
第5章 隧道围岩分级与围岩压力
5.1 隧道围岩的概念与工程性质 5.2 围岩的稳定性 5.3 围岩分级 5.4 围岩压力计算
5.2 隧道围岩稳定性
10-100 20-200
抗拉强 度Rt /MPa
2-10 4-25
摩擦角 Ф (°)
15-30 35-50
内聚力 C /MPa
3-20 8-40
花岗岩 流纹岩
页 岩 砂 岩
玄武岩
石英岩
150-300
150-350
10-30
10-30
48-55
50-60
20-60
20-60
砾 岩
10-150
2-15
0.1-0.24
0.06-0.19 0.15
0.09
常见岩石的强度指标值
抗压强 度Rc /MPa
100-250 180-300
岩石 名称
抗拉强 度Rt /MPa
7-25 15-30
摩擦角 内聚力 Ф C /MPa (°)
45-60 45-60 14-50 10-50
岩石 名称
公路隧道围岩压力
1 1 2 2 3 4 sin 2
a , z x
注：此处应力正方向的规定与弹性力学应力正方向规定相反。
导论
坑道周边应力状态（ρ=a） 0 z 1 21 cos 2
坑道的开挖使坑道周边的围岩从二向（或三向）应力状 态变成单向（或二向）应力状态，沿坑道周边的应力值及 其分布主要取决于λ值。 λ=0时，即只有初始垂直应力时，拱顶出现最大切向拉应 力，并分布在拱顶一定范围内。拉应力范围约出现在与垂 直轴左右各300的范围内。 随着λ的增加，拱顶切向拉应力值及其范围逐渐减小。当 λ=1/3时，拱顶切向拉应力等于0。大于1/3后，整个坑道周 边的切向应力皆为压应力。λ在0~1/3之间时，拱顶（拱底） 范围是受拉的。拱顶可能发生局部掉块和落石，但不会造 成整个坑道的破坏。 在侧壁范围内，λ在0~1.0之间时，周边切向应力总是压 应力，而且总比拱顶范围的应力值大。侧壁处较大的压应 力是造成侧壁剪切破坏或岩爆（分离破坏）的主要原因之 一，而且常常是整个坑道丧失稳定的主要原因。 当λ=1时，坑道周边围岩各点的应力皆相同。 为一常数（2σz）对圆形坑道稳定有利。
z 1 2 pa 2 z 1 2 pa 2
当λ=1时
e 当λ=1时，坑道周边位移为： u a
z pa
2G
a
这也是弹性应力状态下坑道周边位移与支护阻力之间的关系
导论
弹性应力状态下应力与位移分布
支护结构也承受pa的作用，当支护结构的厚度大于0.04倍的开挖跨度时，支护结构的应力和变 形可用弹性力学厚壁圆筒的计算公式，此时仅作用有外压力 pa。假设λ=1。
3、其他围岩压力计算方法简介
导论
围岩分级与围岩压力
力学性质
强度指标（抗拉、抗剪、抗压等）
变形特性（压缩变形、剪切变形、流变等）
注意岩体和岩石性质的差异
1、隧道围岩的概念及其性质
1、隧道围岩的概念及其性质
岩石试样中孔隙体积与试样体积的百分比称为孔隙率。
可分为：天然密度、饱和密度、干密度、颗粒密度等
质量指标（密度、容重等）
隧道围岩的工程性质
（2）隧道围岩的工程性质
强度指标（抗压、抗拉、抗剪等）
岩石在荷载作用下破坏时承受的最大荷载应力称为强度。包括抗压、抗拉、抗剪强度等，其中以抗压和抗剪为最为重要，很少考虑抗拉强度。
变形指标（压缩、剪切、流变等）
影响因素十分复杂。包括作用力的大小和方式；岩石物理性质，如矿物组成和结构构造；变形条件，如围压、温度、孔隙压力、时间、含水量等。
（1）隧道ห้องสมุดไป่ตู้岩的概念
注意几个问题:
围岩≠岩体
围岩不是整个岩土体，是受隧道建设影响（工程意义上的影响）的那部分岩土体
岩体≠岩石
岩体=岩石+结构面
围岩既可能是岩质，也可能是土质，或是二者混合体
1、隧道围岩的概念及其性质
（2）隧道围岩的工程性质
物理性质
质量指标（密度、容重等）
孔隙指标（孔隙率等）
水理指标（吸水率、含水率、饱水率等）
3、隧道围岩分级
（3）铁路和公路隧道围岩分级
(C) 现行铁路隧道围岩分级方法
围岩基本分级
修正基本分级
①岩石坚硬程度
软硬岩分界指标：30Mpa Rb>30 硬岩 5 <Rb≤30 软岩 Rb <5 极软岩
②岩体完整程度
指标1：结构面发育程度 指标2：地质构造影响程度 由此两指标，将岩体完整程度分为5个级别。
隧道围岩分级及围岩压力
1．与岩性有关的因素：如岩石的强度和变形性 质（抗压强度、弹性模量、弹性波速等）可将岩石 分为硬岩、软岩、膨胀岩等。
2．与地质构造有关的因素：岩体的完整性或结 构状态。如软弱结构面的分布与性态、风化程度、 节理发育程度、块度大小等，其分级指标在围岩分 级中占有重要地位。
结构特征体现围岩体的受力特征，完整状态体 现围岩体在受各种地质作用力下所表现的形态。
把围岩的结构特征和完整状态相结合就组成了 评价围岩稳定性的最直接最重要的指标。
它与地质构造变动的特征（分为轻微、较重、 严重、很严重）、结构面的密集程度、节理（裂隙） 发育程度（可分为不发育、较发育、发育、很发 育）、风化程度（全风化、强风化、弱风化、微风 化、）岩层厚度[分为厚层（大于0.5m）、中层
作R用JQhD 应-岩力块；的大小；
Jr -岩块间的抗剪强度； Jw -
J
SRF
四、我国铁路隧道的围岩分级法 在我国现行的《铁路隧道设计规范》（TB 10003—2005）中，明确规定了要采用以围岩稳定性为 基础的分级法和按弹性波速度的分级法。 该分级法主要考虑了围岩的结构特征和完整状态、 岩石强度和地下水等工程地质条件和弹性波纵波速度 因素，把围岩分为6级，依其稳定性由好到差为Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ。 1.围岩的结构特征和完整状态 围岩体通常是被各种结构面切割成大小不等、形 态各异、种类不同的岩石单元体（即结构体），围岩 结构特征是指结构面和结构体的特征。
第一章 隧道围岩分级与围岩压力
Surrounding rock classification and pressure
•第一节 围岩分级 •第二节 围岩压力及成拱作用 •第三节 围岩压力的计算
隧道工程第4章 隧道围岩分级及围岩压力
隧 道 工 程
『 4.1 ▎岩石的地质特征
『 4.2 ▎岩体的物理、力学性质
『 4.3 ▎隧道围岩分级 『 4.4 ▎围岩压力计算
SUI DAO GONG CHENG
隧道围岩 指隧道周围一定范围内，对隧道稳定性能产 生影响的岩（土）体。 隧道围岩分级 是正确进行隧道设计计算及施工组织的 基础。
当岩石应力-应变为直线关系时(图4-3a)，岩石的变形 模量E(Mpa)为：
i E i
(4-12)
当应力-应变为非直线关系时，岩石的变形模量为一变 量（图4-3b），即不同应力段上的变形量不同。常用的有如 下几种。
1)初始模量(Ei)指曲线原点处的切线斜率，即:
i Ei i
2 1 Et 2 1
蒙脱石
←高岭石
碳酸盐类矿物是石灰岩和白云岩类的主要造岩矿物。物 理力学性质取决于岩石中 CaCO3及酸不溶物的含量。CaCO3含 量越高，如纯灰岩、白云岩等强度高、抗变形和抗风化性能 都比较好。泥质含量高的，如泥质炭岩等，力学性质较差。
←石灰岩
白云岩
氧化物类矿物以石英最常见，是地壳岩石的主要造岩矿 物，呈等轴晶系，硬度大，化学性质稳定。石英含量增加， 岩石的强度和抗变形性能都明显增强。
c
Rc
c
(4-7)
岩石的软化性取决于岩石的矿物组成与空隙性，常见岩 石的软化系数见表4-3，由表可知，岩石均具有不同程度的 软化性。一般认为，软化系数ηc<0.75的岩石是软化性较强 和工程地质性质较差的岩石。
『 4.2.2 ▎岩石的强度性质
岩石抵抗外力破坏的能力称为岩石的强度根据破坏时的 应力类型，岩石的破坏有拉破坏、剪切破坏和流动三种基本 类型。由于受力状态的不同，岩石的强度也不同，如单轴抗 压强度、单轴抗拉强度、剪切强度、三轴压缩强度等等。 1．单轴抗压强度 在单向压缩条件下，岩石能承受的最大压应力，称为单 轴抗压强度，简称抗压强度。
隧道工程围岩压力及计算
一、围岩压力
2、围岩压力的种类
目前，根据形成围岩压力的成因不同，将围岩压力分 为四类，即形变压力、松动压力、冲击压力和膨胀压力。
应力集中→形成塑性区→发生向坑道内位移→塑性 区进一步扩大→坑道围岩松弛、崩塌、破坏等几个过程
形变压力
与结构形式相适应的计算方法 —拱形结构
➢半拱结构：不考虑弹性反力 ➢曲墙式衬砌：假定弹性反力 ➢直墙式衬砌：假定弹性反力+弹性地基梁
半拱形结构计算
半拱形结构的适用条件及计算模型
适用条件：①地质条件好，不需修边墙的山岭隧 道； ②大型落地拱结构,如飞机库；
计算模型：①荷载-结构模型 ②只有竖向荷载的作用，无侧向荷载的作用
bbt
Ht
g450
2
松动压力的计算 深埋隧道松动压力计算
② 普氏理论
天然拱高度的计算：
hh
b fm
q 围岩竖向的匀布松动压力，则为： hh
围岩水平的匀布松动压力按朗肯公式计算：
eq1Htg2450
2 2
松动压力的计算
③ 太沙基理论
深埋隧道松动压力计算
V
bt
t an0
取 =1， tan0 fm
2）拱脚位移的计算： 当 Ha 1 时，支承面绕 a 点的转角为 2 和水平位移为 u2
半拱形结构计算
计算图式、基本结构及典型方程的建立
➢ 用结构轴线代替原衬砌的 横断面, 纵向长度取1m；
➢ 拱脚弹性固定在围岩上， 相当于弹性固定的无铰拱;
➢ 因拱脚截面的剪力很小， 而与围岩间摩擦较大，故 径向位移为0，用径向刚性 连杆表示;
半拱形结构计算
隧道围岩分级与围岩压力计算
⑵ 分级的理论基础●以围岩的稳Fra bibliotek性判断为基础。
属于“以岩体构造和岩性特征为代表”的分级方法。
●主要考虑4种因素：
①岩石坚硬程度 ②围岩完整状态
基本分级
③地下水
④围岩初始地应力
修正基本分级
基本分级 修正基本分级 最终分级
⑶ 基本分级
依据：围岩主要工程地质条件，由两条组成： ①岩石坚硬程度
软硬岩分界指标：30Mpa Rb>30 硬岩
根据岩石坚硬程度和岩体完整程度将围岩分为 6级。
围岩 级别
岩体特征
土体特征
围岩弹性纵波 速度(km/s)
Ⅰ
极硬岩，岩体完整
-
＞4.5
Ⅱ
极硬岩，岩体较完整；
硬岩，岩体完整
-
3.5～4.5
Ⅲ
极硬岩，岩体较破碎； 硬岩或软硬岩互层，岩体较完整；
-
较软岩，岩体完整
2.5～4.0
Ⅳ
极硬岩，岩体破碎； 硬岩，岩体较破碎或破碎；
1个附加因素： ④初始地应力：适当考虑。
（一）以岩石强度或岩石的物性指标为代表的分级法 1.以岩石强度为基础的分级法 代表：土石分类法～坚石、次坚石、松石、土。
2.以岩石物性指标为基础的分级法 代表：岩石坚固性系数(f值)分级法～普氏法 f值：一个综合的物性指标值，如岩石的抗钻性、抗爆 性、强度等。 但核心还是岩石强度。
(4) 铁路隧道围岩分级表
基本分级+围岩弹性纵波速度=铁路隧道围岩分级
⑸ 特点
◆给出了单线隧道围岩开挖后的稳定状态。 ◆尚未考虑地下水和地应力。
• ⑹ 修正分级 • ◆ 地下水 • 地下水的3种处理方法： • ①分级时按无水考虑，而是根据地下水的状态，适当降 • ②分级时按有水考虑，当确认围岩无水则提高围岩等级 • ③直接将地下水状况(水质、水量、流通条件、静水压
隧道围岩分级及围岩压力
隧道围岩分级及围岩压力隧道所穿过的地层是千变方化的，可能遇到各种工程性质不同的围岩。
隧道围岩分级是评价隧道围岩稳定性的重要参数，也是隧道支护方案设计和施工工艺确定的主要依据。
分级的正确与否直接影响着隧道施工和运营安全，因此，正确划分隧道围岩分级就显得尤为重要。
在围岩分级确定的情况下，如何确定支护结构上的作用力（即围岩压力）就成为正确、合理设计隧道结构的关键。
4.1 围岩岩性与初始应力4.1.1 围岩岩性隧道工程围岩是指地壳中受开挖活动影响的那一部分岩土体。
这个范围在横断面上约为6～10倍的洞径。
围岩的工程性质，一般包括三个方面：物理性质、水理性质和力学性质。
而对围岩稳定性最有影响的是力学性质，即围岩抵抗变形和破坏的性能。
围岩既可以是岩体，也可以是土体。
本书仅涉及岩体的力学性质。
岩体是在漫长的地质历史中形成的地质体，被许许多多不同方向、不同规模的断层面、层理面、节理面和裂隙面等各种地质界面切割为大小不等、形状各异的各种块体。
这些地质界面称为结构面或不连续面，这些块体称为结构体，岩体可以看作由结构面和结构体组合而成的具有结构特征的地质体。
所以，岩体的力学性质主要取决于岩体的结构特征、结构体岩石的特性及结构面的特性。
环境因素，尤其地下水和地应力对岩体的力学性质影响也很大。
在软弱围岩中，节理和裂隙比较发育，岩体被切割破碎，结构面对岩体的变形和破坏都不起主导作用，所以岩体的特性与结构体岩石的特性并无本质区别。
在完整而连续的岩体中亦是如此。
反之，在坚硬的块状岩体中，由于受软弱结构面切割，块体之间的联系减弱，此时，岩体的力学性质主要受结构面的性质及其在空间的组合所控制。
由此可见，岩体的力学性质必然是诸因素综合作用的结果。
岩体与岩石相比，两者有着很大的区别：与工程总体尺度相比，岩石几乎可以被认为是均质、连续和各向同性的介质；而岩体则具有明显的非均质性、不连续性和各向异性。
岩体抗拉变形能力差，因此，岩体受拉后很容易沿结构面发生断裂。
隧道施工技术—围岩分级与围岩压力
n 任务一 围岩分级
任务一 围岩分级
围岩
围岩是指隧道开挖后其周围产生应力重分布范 围内的岩体，或指隧道开挖后对其稳定性产生影响 的那部分岩体。
围岩稳定性则是指坑道开挖后围岩自身在不支 护条件下的稳定程度。
充分稳定 基本稳定
暂时稳定
不稳定
任务一 围岩分级
1
2
3
4
充分稳定。坑
道在长时间内有 足够的自稳能力， 无需任何人为支 护而能维持稳定， 无坍塌、偶尔有 掉块。
基本稳定。坑道
会因爆破、岩块结 合松弛等而产生局 部掉块，但不会引 起坑道的坍塌，层 间结合差的平缓岩 层顶板可能弯曲、 断裂。
暂时稳定。坑道
开挖后呈现出不同 程度的坍塌现象， 坍塌后的坑道呈拱 形而处于暂时稳定 状态。大多数坑道 是属于这个类型。
地下水 状态
Ⅰ
ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ Ⅴ -
Ⅱ
ⅠⅡ Ⅳ Ⅴ Ⅵ -
Ⅲ
ⅡⅢ Ⅳ Ⅴ Ⅵ -
围岩级别 Ⅰ Ⅱ
应力状态
极高应力 Ⅰ Ⅱ
Ⅵ
Ⅲ Ⅳ/Ⅴ Ⅵ
不稳定。坑
道在无支护条 件下是难以开 挖的，随挖随 坍，常常要先 支后挖。
任务一 围岩分级
1、以岩石强度或岩 石的物理性质指标为 代表的分类方法。
3、与地质勘探手段 相联系的分级方法。
2、以岩体构造、岩性 特征为代表的分类方法。
隧道围 岩分级
4、组合多种因素的 分级方法。
任务一 围岩分级
我国现行隧道围岩分级的方法： 1、围岩分级的基本因素
岩石按坚硬程度划分为极硬岩、硬岩、较软 岩、软岩和极软岩５类；按岩体完整程度划 分为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎 等５类。 2、我国隧道围岩基本分级
隧道围岩分级及围岩压力
5.1 隧道围岩分级及其应用
●
目前，隧道围岩分级是隧道设计、施工的
基础（工程类比法就是建立在围岩分级的基
础上的）。
认识事物的同一性和差异性的方法就是将事 物进行分类和分级
●
围岩分类: 主要突出同一性,是质的定性评价, 强调的是属性特征. 围岩分级: 主要突出差异性,是量的界定,强 调的是等级特征.
第II类：与地质构造有关的要素。其分类指
标采用诸如岩石的质量指标、地质因素平分法 等，这些指标实质上是对岩体完整性或结构状 态的评价。这类指标在划分围岩的级别中一般 占有重要地位；
第III类：与地下水有关的要素。
目前国内外围岩的分级方法，考虑上述三大 基本要素，按其性质主要分为： ⑴ 以岩石强度或物理指标为代表的分级方法
●
●
优点：目的明确，使用方便，能指导施工
缺点：分级指标以定性描述为主，人为因
素较大。
围岩的分级方法有以下几方面的发展趋势：
⑴ 分级应主要以岩体为对象。岩体则包括岩 块和各岩块之间的软弱结构面。因此分类应重 点放在岩体的研究上 ⑵ 分级宜与地质勘探手段有机的联系起来 有一个方便而又可靠的判断手段。随着地质勘 探技术的发展，这将使分类指标更趋定量化。
⑷ 冲击压力：是指围岩中积累了大量的弹性 变性能之后，由于隧道的开挖，围岩的约束被 解除，能量突然释放所产生的压力。 冲击压力是岩体能量的积累与释放问题，所 以它与弹性模量直接相关。弹性模量较大的岩 体，在高地应力作用下，易于积累大量的弹性 变形能，一旦遇到适宜条件，就会突然猛烈的 大量释放。
ts=常数×L
－(1＋a)
式中：L－隧道未支护地段的长度； a－视围岩情况在0～1之间变化，好的岩体 可取a =0;极差的a = 1
隧道围岩分级及其主要力学参数
隧道围岩分级及其主要力学参数一、一般规定在公路勘察设计过程中，是根据周边岩体或土体的稳定特性进行围岩分级的。
围岩分Ⅰ～Ⅵ级,由于每级间范围较大，施工阶段对Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ基本级别，再进行亚级划分。
在公路隧道按土质特性和工程特性分:岩质围岩分级-—Ⅰ~Ⅴ级；土质围岩分级Ⅳ～Ⅵ级。
对岩质围岩和土质围岩分别采用不同的指标体系进行评定:岩质围岩基本指标为岩质的坚硬程度和完整程度，修正指标为地下水状态,主要软弱结构面产状及初始地应力状态.土质围岩分级指标体系宜根据土性差异而组成，粘土质围岩基本指标为潮湿程度。
沙质土围岩基本指标为密实程度。
修正指标潮湿程度。
碎石土围岩基本指标为密实程度.至于膨胀土、冻土作为专门研究,这里暂不述.围岩分级指标体系中可用定性分析，也可用定量分析,但由于工地施工条件时间等因素，一般我们仅采用定性分析。
下面我讲定性分析来确定围岩级别。
1、确定岩性及风化程度。
2、结构面发育，主要结构面结合程度，主要结构面类型，甚至产状倾角、走向结构面张开度，张裂隙。
3、水的状况涌水量等。
二、岩石坚硬程度的定性划分1、坚硬岩：锤击声清脆、震手、难击碎，有回弹感,浸水后大多无吸水反应,如微风化的花岗岩——正长岩，闪长岩，辉绿岩，玄武岩，安山岩，片麻岩，石英片麻岩,硅质板岩，石英岩，硅质胶结的砾岩，石英砂岩，硅质石灰岩等等。
2、较坚硬岩：锤击声较清脆，有轻微回弹,稍震手，较难击碎，浸水后有轻微吸水反应.如未风化～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。
3、较软岩：锤击声不清脆，无回弹，较易击碎，浸水后指甲可刻击印痕。
如未风化～微风化的凝灰岩，砂质泥岩，泥灰岩,泥质砂岩，粉砂岩，页岩等。
4、软岩：锤击声哑，无回弹，有凹痕，多击碎,手可掰开。
如强风化的坚硬岩，弱风化～强风化的较坚硬岩，弱分化的较软岩，未风化的泥岩等。
5、极软岩：锤击声哑,无回弹,有较深凹痕,手可捏碎，浸水后可捏成团，如全风化的各种岩类，各种半成岩。
隧道围岩分级与围岩压力
级 英国等广泛应用
与
围
2．岩体综合物性指标分级法：这种分级法就
岩 是我国现行铁路隧道围岩分级方法。
压
力
隧
道
工
程
（三）、与地质勘探手段相联系的分级方法：
力
隧
道
工
程
目前国内外的隧道围岩分级方法：
隧 道
（一）、以岩石强度和物理性质为指标的分级法：
围
1．以岩石强度为指标的分级法：岩石越坚硬，
岩 坑道越稳定，围岩就越好。
分
级
该分级法一般将围岩四种类型：坚岩、次坚岩、
与 松石及土四级。但它有局限性：如：如我国陕北的
围 岩 压
老黄土，无水时直立性很强，稳定性相当好，但强 度却很低。再如：江西、福建等地的红砂岩，虽然
压 就愈差；
力
隧
道
工
程
地下洞室的形状主要影响开挖后围岩的应力状态。
隧 (2)施工中采用的开挖方法
道 开挖方法对地下工程围岩稳定性的影响较为明显，在
围 分级(类)中必须予以考虑。
岩
分
级
与
围
岩
压
力
隧
道
工
程
隧
道
围
岩
分
级
超
与
挖
围
岩
压
力
隧
道
工
程
二、围岩分级方法简介
隧 道
现行的围岩分级法考虑了三个基本因素：
隧
从国外的情况看：
道
围
岩 土石方工程分类
岩石的坚固性来
分 法(开挖难易程 级 度)
与
分类: 如坚固性 系数f
围 岩 压
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我国公路隧道围岩分级JTG D70-2004
与《工程岩土分级标准》GB50218-1994中分类方法相同。
隧道围岩分级评判方法宜采用两步分级：
①根据岩石坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素的定性特征和定量的岩体基本质量指标BQ，综合进行初步分级。
②对围岩进行详细定级时，应在岩体基本质量分级基础上考虑修正因素的影响，修正岩体基本质量指标值。
按照修正后的岩体基本质量指标[BQ]，结合岩体的定性特征综合评判、确定围岩的详细分级
(1) 岩石坚硬程度：
岩石坚硬程度定量指标用岩石单轴饱和抗压强度Rc表达。
Rc一般采用实测值，若无实测值时，可采用实测的岩石点荷载强度指数的换算值，即
Rc与岩石坚硬程度定性划分见表3.6.2-2
岩石坚硬程度的定性划分可按表3.6.2-1
(2)岩土完整程度的定性划分可按表3.6.2-3
岩土完整程度的定量指标用岩体完整性系数Kv表达。
Kv一般用弹性波探测值，若无探测值时，可用岩体体积节理数Jv按表3.6.2-4确定对应的Kv值。
Kv值与定性划分的岩体完整程度的对应关系可按表3.6.2-5
(3)围岩基本质量指标BQ应根据分级因素的定量指标Rc和Kv按下式计算。
(4) 围岩详细定级时，如遇下列情况之一，应对岩体基本质量指标BQ进行修正：1）有地下水
2）围岩稳定性受软弱结构面影响，且由一组起控制作用
3）存在高初应力
围岩基本指标修正值[BQ]按下式计算：
（5）公路隧道围岩分级
●根据以上对分级因素和指标，公路隧道围岩分级将围岩分为6级: I~VI级；
某公路隧道工程中的岩体定量指标如下： 1）单轴饱和抗压强度Rc=62MPa 2）岩体弹性纵波速度2400km/s 3）岩石弹性纵波速度4200km/s 4max=9.5MPa 5）岩体中主要结构面倾角为20°，岩体处于潮湿状态。
该岩体的基本质量分级及工程岩体的基本可确定为（ ）。
A. III 级、III 级 B. IV 级、III 级 C. III 级、IV 级 D. IV 级、IV 级 基本质量指标BQ
由BQ 可初步确定岩体基本质量分级为III 级 基本质量指标BQ 的修正：
地下水：岩体潮湿，BQ=351.6，查表A.0.2-1得K1=0.1 主要软弱结构面倾角为20°，查表A.0.2-2得K2=0.3 初应力修正系数
岩体应力处于高应力区
由BQ=351.6查表A.0.2-3得K3=0.5
岩体详细定级为IV 级
33.0)2.4/4.2()/(22===pr pm v V V K 6.35133.02507.5939025039033.052.24.06204.04.004.07.59627.593033.0903090=⨯+⨯+=++==>=+⨯=+==<=+⨯=+v c v c c c v K R BQ K R R R K 所以取53.65.9/62/max ==σc R 6.261)5.03.01.0(1006.351)(100][321=++⨯-=++-=K K K BQ BQ。