第3章 岩体工程分类
合集下载
工程岩体分类分级 ppt课件
CSIR分类从现场应用来看，使用较简便，大多数场合岩体评分值（RMR） 都有用，但在处理那些造成挤压、膨胀和涌水的极其软弱岩体问题时，此法 较难应用。
2020/12/27
10
按岩体结构类型分类
按岩体结构类型进行分类是中国科学院地质 研究所的谷德振教授提出的，它主要是根据岩体 的结构类型、完善程度、结构面特征以及岩块单 轴强度指标等因素的综合指标对岩体分类。
RQD
10cm(
度 100%
2020/12/27
5
根据岩芯质量指标大小，将岩体分为五类，如表1-1
表1-1
岩石质量指标
分类 很差 差 一般 好 很好
RQD/%
<25
25~50 50~75 75~90
>90
等级 Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
优缺点：简单易行，经济，快捷评价岩石质量；RQD指 标没有反映岩体的节理方位、充填物的影响，因此， 在更完善的岩体分类中，仅把RQD作为一个参数加以 利用。
工程岩体分类与分级
2020/12/27
1
目录
❖工程岩体分类的目的和原则 ❖工程岩体分类 ❖我国工程岩体分级标准
2020/12/27
2
工程岩体分类的目的和原则
目的： ①对工程岩体质量的优劣给予明确的区分和定性评价； ②为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供
依据。 原则：
①确定分类的目的和适用对象； ②分类是定量的，便于技术计算和制定定额； ③分类的级数合适，一般分为五级； ④分类方法和步骤简单明了，便于记忆和应用； ⑤每个分类因素是独立的，有明确的物理意义。
单轴饱和抗压强 CW 来衡量。当无条件取得
的实测值时，cw 可采用实测掩饰的点荷载
岩体的工程地质性质及岩体工程分类
RQD 100e
0.1kd
(0.1k d 1)
岩体质量指标RQD：长度大于10cm的岩心长度
之和与钻孔总进尺的百分比。
长度大于 cm的岩心长度之和 10 RQD 100% 钻孔总进尺
（四）结构面的形态
• 结构面的形态可以用侧壁的 起伏形态及粗糙度来反映。 • 结构面侧壁的起伏形态分为： 平直的、波状的、锯齿状的、 台阶状的和不规则状的。 侧壁的起伏程度可用起伏角 (i)表示。
岩体的工程地质性质及岩体工程分类
第一节 岩体的结构特征
第二节 岩体的力学性质
第三节 岩体的工程分类
第一节
岩体的结构特征
一、结构面的成因类型
(一)地质成因类型 原生结构面 构造结构面 次生结构面 (二)力学成因类型 张性结构面 剪性结构面
结 构 面
岩体结构面的类型及其特征
2h i arctg( ) L
• 结构面的粗糙度用粗糙 度系JRC(joint roughness coefficient)表示。 • 随粗糙度的增大，结构 面的摩擦角也增大。 • 根据标准粗糙度剖面将 结构面的粗糙度系数划 分为10级。
（五）结构面的张开度
• 结构面的张开度是指结构面两壁面间的垂直距离。
分类
闭合结构面
裂开结构面
张开结构面
（六）结构面的充填胶结特征
结构面胶结后力学性质有所增强，Fe质胶结的强度最高， 泥质与易溶盐类胶结的结构面强度最低，且抗水性差。 未胶结的结构面，力学性质取决于其充填情况，可分为： 薄膜充填、断续充填、连续充填及厚层充填4类 1 薄膜充填是结构面两壁附着一层极薄的矿物膜，厚度 多小于1mm，多明显降低结构面的强度。 2 断续充填结构面的力学性质与充填物性质、壁岩性质 及结构面的形态有关。 3 连续充填结构面的力学性质主要取决于充填物性质。 4 厚层充填结构面的力学性质很差，主要取决于充填物 性质，岩体往往易于沿这种结构面滑移而失稳。
第三章 围岩分级及围岩压力
10cm以上岩芯累计长度 RQD 100% 单位钻孔长度
(四)组合多种因素的分级方法
“岩体质量——Q”的分类方法：
RQD J r J w Q J h J a SRF
式中 RQD——岩石质量指标； Jh ——节理组数目； Jr——节理粗糙度； Ja——节理蚀变值； Jw——节理含水折减系数； SRF ——应力折减系数。
层状结构、 块石碎石 结构
碎石角砾 状结构
0.35~0.55
0.15~0.35 ≤0.15
极破 碎
散体状结 构
地下水状态的分级
级别 状态 渗水量 (l/(min〃10m))
Ⅰ
Ⅱ
干燥或湿润
偶有渗水
<10
10~25
Ⅲ
经常渗水
25~125
地下水影响的修正
地下水状 态分级 Ⅰ
围岩级别
Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅲ Ⅳ Ⅳ Ⅴ Ⅴ Ⅵ —
凝灰岩等喷出岩； 砂砾岩、泥质砂岩、泥质页岩、灰质页岩、泥灰 岩、泥岩、煤等沉积岩； 云母片岩或千枚岩等变质岩
岩体完整程度的划分
完整 程度 完整 较完 整
结构面状态
结构面1~2组，以构造型节理或层面为主，密 闭性
结构面2~3组，以构造型节理、层面为主，裂 隙多呈密闭型，部分为微张型，少有充填物
结构类型
岩体完整性 指数 >0.75 0.55~0.75
巨块状整 体结构
块状结构
较破 碎
破碎
结构面一般为3组，以节理及风化裂隙为主， 在断层附近受构造作用影响较大，裂隙以微 张型和张开型为主，多有充填物
结构面大于3组，多以风化型裂隙为主，在断 层附近受构造作用影响大，裂隙宽度以张开 型为主，多有充填物 结构面杂乱无序，在断层附近受断层作用影 响大，宽张裂隙全为泥质或泥夹岩屑充填， 充填物厚度大
(四)组合多种因素的分级方法
“岩体质量——Q”的分类方法：
RQD J r J w Q J h J a SRF
式中 RQD——岩石质量指标； Jh ——节理组数目； Jr——节理粗糙度； Ja——节理蚀变值； Jw——节理含水折减系数； SRF ——应力折减系数。
层状结构、 块石碎石 结构
碎石角砾 状结构
0.35~0.55
0.15~0.35 ≤0.15
极破 碎
散体状结 构
地下水状态的分级
级别 状态 渗水量 (l/(min〃10m))
Ⅰ
Ⅱ
干燥或湿润
偶有渗水
<10
10~25
Ⅲ
经常渗水
25~125
地下水影响的修正
地下水状 态分级 Ⅰ
围岩级别
Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅲ Ⅳ Ⅳ Ⅴ Ⅴ Ⅵ —
凝灰岩等喷出岩； 砂砾岩、泥质砂岩、泥质页岩、灰质页岩、泥灰 岩、泥岩、煤等沉积岩； 云母片岩或千枚岩等变质岩
岩体完整程度的划分
完整 程度 完整 较完 整
结构面状态
结构面1~2组，以构造型节理或层面为主，密 闭性
结构面2~3组，以构造型节理、层面为主，裂 隙多呈密闭型，部分为微张型，少有充填物
结构类型
岩体完整性 指数 >0.75 0.55~0.75
巨块状整 体结构
块状结构
较破 碎
破碎
结构面一般为3组，以节理及风化裂隙为主， 在断层附近受构造作用影响较大，裂隙以微 张型和张开型为主，多有充填物
结构面大于3组，多以风化型裂隙为主，在断 层附近受构造作用影响大，裂隙宽度以张开 型为主，多有充填物 结构面杂乱无序，在断层附近受断层作用影 响大，宽张裂隙全为泥质或泥夹岩屑充填， 充填物厚度大
岩石力学第三章：岩石的力学特性及强度准则
常 见 岩 石 的 软 化 系 数
岩 石 名 称
花 岗 岩 闪 长 岩 辉 绿 岩 流 纹 岩
软化系数
0.72～0.97 0.60～0.80 0.33～0.90 0.75～0.95
岩石名称
泥 岩
软化系数
0.40～0.60 0.44～0.54 0.70～0.94 0.75～0.97
泥 灰 岩 石 灰 岩 片 麻岩
岩石名称
抗压强度 (MPa)
100～250
抗拉强 度 (MPa)
7～25
岩石名称
抗压强度 (MPa)
5～100
抗拉强度 (MPa)
2～10
常 见 岩 石 的 抗 压 及 抗 拉 强 度
花岗岩
页 岩
流纹岩
160～300
12～30
粘土岩
2～15
0.3～1
闪长岩
120～280
12～30
石灰岩
40～250
7～20
安山岩
140～300
10～20
白云岩
80～250
15～25
辉长岩
160～300
12～35
板 岩
60～200
7～20
辉绿岩
150～350
15～35
片 岩
10～100
1～10
玄武岩 砾岩 砂 岩
150～300 10～150 20～250
10～30 2～15 4～25
片麻岩 石英岩 大理岩
50～200 150～350 100～250
（二）岩石的水理性质
5．可溶性：是指岩石被水溶解的性能。它与岩石 的矿物成分、水中CO2 含量及水的温度等因素有 关。 6．膨胀性：岩石吸水后体积增大引起岩石结构破 坏的性能称膨胀性。
工程岩体分类分级课件
b当Iv 0.04cw 0.4时，以Iv 0.04cw 0.4和cw代入上式求BQ值
岩体基本质量分级。按计算的 BQ值和 岩体基本质量的特性2将0 岩体划分为五级如
表1-12
岩体基本质量分级
21
工程岩体质量指标BQ的修正与分级
工程岩体的稳定性, 除与岩体基本质量 的好坏有关外, 还受地下水、主要软弱结构 面、初始地应力场的影响。应结合工程特 点, 考虑各种影响因素修正岩体基本质量指
标B因Q值此,,作对BQ了工不程B同Q岩工体10程B0(Q岩K值1 体修K分2正级值K的3按) 定下量式依计据。
算
根据修正值BQ进行工程岩体分级仍按表 1-12进行各级岩体的2物2 理力学参数和岩体自
表1-12
岩体基本质量分级
23
表1-13
地下水影响修正系数K1
表1-14 主要结构面产状影响修正系数K2
衡量。
cl
11
表1-6
岩体结构类型分类表
12
我国工程岩体分级标准
我国《工程岩体分级标准》 （GB50218-94）提出两步分级法: 1按岩体 基本质量指标BQ进行初步分级；2针对各类 工程岩体特点，考虑各因素的影响，对BQ 值进行修正，再详细分级。
13
工程岩体基本质量的确定与分级
《工程岩体分级标准》指出: 岩石的
6
岩体地质力学分类（CSIR）
CSIR分类指标值RMR由岩块强度、RQD 值、节理间距、节理条件及地下水等5种指 标组成。分类时, 根据各种指标数值按表 1-2的标注评分, 求和总分RMR值, 然后按 表1-3和表1-5的规定对总分做适当修正, 最后用修正的总分对照表1-4求得所研究岩 体的类别及相应的无支护地下工程的自稳 定时间和岩体强度指标（C, φ）值。
岩体基本质量分级。按计算的 BQ值和 岩体基本质量的特性2将0 岩体划分为五级如
表1-12
岩体基本质量分级
21
工程岩体质量指标BQ的修正与分级
工程岩体的稳定性, 除与岩体基本质量 的好坏有关外, 还受地下水、主要软弱结构 面、初始地应力场的影响。应结合工程特 点, 考虑各种影响因素修正岩体基本质量指
标B因Q值此,,作对BQ了工不程B同Q岩工体10程B0(Q岩K值1 体修K分2正级值K的3按) 定下量式依计据。
算
根据修正值BQ进行工程岩体分级仍按表 1-12进行各级岩体的2物2 理力学参数和岩体自
表1-12
岩体基本质量分级
23
表1-13
地下水影响修正系数K1
表1-14 主要结构面产状影响修正系数K2
衡量。
cl
11
表1-6
岩体结构类型分类表
12
我国工程岩体分级标准
我国《工程岩体分级标准》 （GB50218-94）提出两步分级法: 1按岩体 基本质量指标BQ进行初步分级；2针对各类 工程岩体特点，考虑各因素的影响，对BQ 值进行修正，再详细分级。
13
工程岩体基本质量的确定与分级
《工程岩体分级标准》指出: 岩石的
6
岩体地质力学分类（CSIR）
CSIR分类指标值RMR由岩块强度、RQD 值、节理间距、节理条件及地下水等5种指 标组成。分类时, 根据各种指标数值按表 1-2的标注评分, 求和总分RMR值, 然后按 表1-3和表1-5的规定对总分做适当修正, 最后用修正的总分对照表1-4求得所研究岩 体的类别及相应的无支护地下工程的自稳 定时间和岩体强度指标（C, φ）值。
岩体工程分类
2 .岩体分类的现状
按包含因素多少：单因素分类法、多因素分类法 按目的：综合性分类法、专题性分类法
国内现状； 国外现状。
3.按岩石质量指标RQD 分类（Deere
1963 年提出并完善）
RQD ?
?
l
? 10cm ? 100%
L
l ——岩芯单节长，
? 10cm
L ——同一岩层中的钻孔长度
表4-7 按RQD 大小的岩体工程分级
表4-9 节理岩体的RMR分类标准
表4-10 按节理产状修正评分值
节理走向和倾向 非常有利 有 利 一 般 不 利 非常不利
隧道
0
评分 修正值
地基
0
边坡
0
-2
-5
-10
-12
-2
-7
-15
-25
-5
-25
-50
-60
表4-12 节理走向和倾角对隧道开挖的影响
走向垂直于隧道轴线 沿倾向掘进 反倾向掘进
岩体工程分类 1 岩体分类的目的
1 将岩体分成形态类似的组； 2 对了解岩体特性提供可靠的依据； 3 对解决实际工程问题，提供必要的定量数据，以
便进行岩石工程的规划和设计； 4 为学术交流提供有效的共同基础。 基本要求： 1 条款简单明确； 2 以容易测量的实测参数为基础。
工程岩体分类的原则
1 确定类级的目的和使用对象；
内摩擦角 粘聚力 φ （°） C（MPa）
变形模量 E（GPa）
泊桑比 υ
Ⅰ
>60
>2.1
>33
<0.2
Ⅱ
>26.5 60~50
2.1~1.5
33~20 0.2~0.25
工程岩体分级方案
工程岩体分级方案摘要工程岩体的分类和分级对于工程项目的设计和施工具有重要意义。
本文综合考虑了岩石的物理性质、力学性质和工程性质，提出了一种综合的工程岩体分级方案。
该方案根据岩石的岩石名称、岩石的完整性、岩石的均匀性、岩石的结构、岩石的硬度、岩石的风化、岩体的开裂、岩体的岩浆与非岩浆等多个指标对岩石进行了分类和分级。
通过对岩石的分级，可以为工程项目提供合理的材料选择和施工设计的依据。
1. 引言岩石是大自然中非常常见的一种自然物质，是地球地壳的重要组成部分。
岩石在工程项目中起着非常重要的作用，它不仅是地基工程、水利水电工程、隧道工程等工程项目的构造材料，同时也是工程施工和设计中的一个非常重要的地质因素。
在岩石工程领域，对岩石的分类和分级一直是一个重要的研究领域。
建立合理的岩体分级方案，不仅可以为工程项目提供合理的材料选择和施工设计的依据，同时也可以为岩石工程领域的研究提供新的思路和方法。
2. 现有的岩体分级方案目前，已经存在许多岩体的分类和分级方法。
根据国际上常用的分类方法，可以将岩体分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类型，而每一大类型下还有许多的小分类。
此外，还有一些学者提出了基于岩石的物理性质、力学性质和化学性质等方面的分级方法。
但是，目前的分类方法在实际应用中存在一些问题，例如分类方法繁琐复杂、分类标准不够科学、分类不够细致等问题。
因此，有必要建立一种新的综合的岩体分级方案。
3. 工程岩体的分类和分级在岩石工程领域，对岩石进行合理的分类和分级是非常重要的。
岩石的物理性质、力学性质和化学性质等多个方面都会影响工程项目的设计和施工。
在本文中，我们将岩体分级分为七个等级，即I级岩体、II级岩体、III级岩体、IV级岩体、V级岩体、VI级岩体、VII级岩体。
在对岩石进行分级时，我们将考虑岩石的岩石名称、岩石的完整性、岩石的均匀性、岩石的结构、岩石的硬度、岩石的风化、岩体的开裂、岩体的岩浆与非岩浆等多个指标。
岩土室内测试：岩体工程分类
岩体的工程分类《岩土工程勘察规范》模块七岩体的力学性质与岩体分类R=×100%n岩心箱n以钻孔获取的大于10厘米的岩心断块长度L ,与钻孔进尺长度L之比,作为岩石质量指标p tR=×100%=20+20+12+15+20+45200×100%=66%n 1.当无法取得饱和单轴抗压强度数据时,可用点荷载试验强度换算。
换算方法按现行国家标准《工程岩体分级标准》（GB50218）执行岩石饱和单轴抗压强度R c /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n 岩石坚硬程度采用岩石单轴饱和抗压强度（R C ）进行定量评价n 2.当岩体完整程度为极破碎时,可不进行坚硬程度分类注：定性鉴定代表性岩石坚硬岩锺击声清脆，有回弹，震手，难击碎，基本无吸水反应未风化一微风化的花岗岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、片麻岩、石英岩、石英砂岩、硅质砾岩、硅质石灰岩等较硬岩锤击声较清脆，有轻微回弹，稍震手,较难击碎，有轻微吸水反应1.微风化的坚硬岩2.未风化一微风化的大理岩、板岩、石灰岩、白云岩、钙质砂岩等较软岩锤击声不清脆，无回弹,较易击碎，浸水后指甲可刻出印痕1.中等风化—强风化的坚硬岩或较硬岩2.未风化一微风化的凝灰岩、千枚岩、泥灰岩、砂质泥岩等软岩锤击声哑，无回弹，有凹痕，易击碎，浸水后手可掰开1.强风化的坚硬岩或较硬岩2.中等风化一强风化的较软岩3.未风化一微风化的页岩、泥岩、泥质砂岩等极软岩锤击声哑，无回弹，有较深凹痕，手可捏碎，浸水后可捍成团1.全风化的各种岩石2.各种半成岩岩石按坚硬程度的定性分类坚硬程度硬质岩软质岩极软岩三、按岩石的完整程度分类岩体完整性系数K V＞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n 岩石的完整程度按照岩体完整性系数（K v ）进行定量的划分= 岩体岩石2岩体完整程度的定性分类完整程度主要结构面的结合程度主要结构面类型相应结构类型完整结合好或结合一般裂隙，层面整体状或巨厚层状结构较完整较破碎破碎极破碎组数平均间距（m ）2~31~2≥32~3≥31~2无序>1.0>1.01.0~0.41.0~0.40.4~0.20.4~0.2≤0.2结合好或结合一般结合差结合好结合一般结合好或结合一般结合很差结合差散体状结构碎裂状结构碎裂块状结构镶嵌碎裂结构中，薄层状结构块状结构块状或厚层状结构裂隙，层面裂隙，层面,小断层各种类型结构面镶嵌块状或中厚层状结构结合差结构面发育程度四、岩体基本质量等级划分完整较完整较破碎破碎极破碎坚硬岩I II III I V V 较硬岩II III I V I V V 较软岩III I V I V V V 软岩I V I V V V V 极软岩VVVVV岩体基本质量等级分类完整程度坚硬程度课程小结n岩石质量指标RQD的计算和分类方法n按岩石坚硬程度进行定性和定量分类的方法n按岩石的完整程度进行定性和定量的分类方法n岩体基本质量等级的划分方法思考一下为什么极为破碎的岩石不用确定岩石的坚硬程度分类呢？THANKYOU谢谢观看。
工程岩土与测试：我国常用的岩体分类
• 利用标准中附录所列的地下工程自稳能力，可以对跨度等于 或小于20m的地下工程作自稳性初步评价，当实际自稳能力 与表中相应级别的自稳能力不相符时，应对岩体级别作相应 调整。
岩体工程分类
附录：地下工程岩体自稳能力的确定
注：小塌方：塌方高度<3m，或体积<30m3； 中塌方：塌方高度3～6m，或体积30～100m3； 大塌方：塌方高度>6m，或体积>100m3；
按岩体的基本质量指标BQ进行 初步分级
对BQ值进行修正
按修正后的BQ值进行详细分级
地应力 地下水 结构面
岩体工程分类
1）岩体基本质量分级：
• 认为岩石的坚硬程度和岩体完整程度所决定的岩体基本质 量，是岩体固有的属性，是有别于工程因素的共性。岩体 基本质量好，则稳定性也好；反之则差。
• 岩石的坚硬程度和岩体的完整程度，应采用定性划分和定 量指标两种方法确定。
较软岩，岩体破碎； 软岩，岩体较破碎或破碎； 全部极软岩及全部极破碎岩
>550 550～451 450～351
350～251
<250
岩体工程分类 2)工程岩体质量指标BQ的修正与分级
• 工程岩体的稳定性，除与岩体基本质量的好坏有关外，还 受地下水、主要软弱结构面、初始地应力场的影响。结合工 程特点，考虑各种影响因素来修正岩体基本质量指标BQ值， 作为不同工程岩体分级的定量依据。
软岩
<5 极软岩
• 岩体完整程度的定量指标：采用实测岩体完整性指数Kv来确定，而岩体完整性 指数是用弹性波试验资料确定。
岩体完整程度划分表
岩体完整性系数（Kv） >0.75
0.75～0.55 0.55～0.35 0.35～0.15
岩体工程分类
附录：地下工程岩体自稳能力的确定
注：小塌方：塌方高度<3m，或体积<30m3； 中塌方：塌方高度3～6m，或体积30～100m3； 大塌方：塌方高度>6m，或体积>100m3；
按岩体的基本质量指标BQ进行 初步分级
对BQ值进行修正
按修正后的BQ值进行详细分级
地应力 地下水 结构面
岩体工程分类
1）岩体基本质量分级：
• 认为岩石的坚硬程度和岩体完整程度所决定的岩体基本质 量，是岩体固有的属性，是有别于工程因素的共性。岩体 基本质量好，则稳定性也好；反之则差。
• 岩石的坚硬程度和岩体的完整程度，应采用定性划分和定 量指标两种方法确定。
较软岩，岩体破碎； 软岩，岩体较破碎或破碎； 全部极软岩及全部极破碎岩
>550 550～451 450～351
350～251
<250
岩体工程分类 2)工程岩体质量指标BQ的修正与分级
• 工程岩体的稳定性，除与岩体基本质量的好坏有关外，还 受地下水、主要软弱结构面、初始地应力场的影响。结合工 程特点，考虑各种影响因素来修正岩体基本质量指标BQ值， 作为不同工程岩体分级的定量依据。
软岩
<5 极软岩
• 岩体完整程度的定量指标：采用实测岩体完整性指数Kv来确定，而岩体完整性 指数是用弹性波试验资料确定。
岩体完整程度划分表
岩体完整性系数（Kv） >0.75
0.75～0.55 0.55～0.35 0.35～0.15
工程岩体的分类-PPT课件
建立一个评价体系。从定性和定量2方面评价岩
体的工程性质，根据工程类型及其使用目的对岩 体进行分类，也是岩体力学的最基本的研究课题 之一。
简单的分类到多参数的分类，定性的分类到定量
的分类。处于发展过程中。
3
二. 目前，代表性的分类
岩石饱和单轴强度分类—根据强度值，坚硬到极软
等级区分岩石质量的好坏。
max s
umax u
11
•
注：稳定性指在工程的工作期限内，工程安全 和工作断面得以保证。
条件：
地下工程或岩体中最大的、最危险的应力 位移。 s、u—岩体或支护材料的强度限或极限位移。
12
三、按岩体完整性分类
（一）按岩石质量指标（ RQD, Rock 、 Quality
Designation）分类
2
3
4.8~ 4.2 4.4~ 3.8 4.0~ 3.4 <3.6
4.4~ 3.8 4.0~ 3.4 3.6~ 3.0 <2.6
9
第三节
工程岩体代表性分类
一、按岩石的单轴抗压强度（Ｒc）分类
（一）单轴强度
类别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
表5-1 岩石按抗压强度分类
岩石单轴抗压强Rc （MPa） 250~160 160~100 100~40 <40 岩石类别 特坚岩 坚 岩 次坚岩 软 岩
10
（二）点荷载强度
二、按巷道岩石稳定性分类（自己看）
范 围 采用值 最小值
4000~5000 4500 3500
3000~4000 3500 2500
2000~3500 2750 1500
<2000 1500 500
岩体Vpm/ Vpsr
体的工程性质，根据工程类型及其使用目的对岩 体进行分类，也是岩体力学的最基本的研究课题 之一。
简单的分类到多参数的分类，定性的分类到定量
的分类。处于发展过程中。
3
二. 目前，代表性的分类
岩石饱和单轴强度分类—根据强度值，坚硬到极软
等级区分岩石质量的好坏。
max s
umax u
11
•
注：稳定性指在工程的工作期限内，工程安全 和工作断面得以保证。
条件：
地下工程或岩体中最大的、最危险的应力 位移。 s、u—岩体或支护材料的强度限或极限位移。
12
三、按岩体完整性分类
（一）按岩石质量指标（ RQD, Rock 、 Quality
Designation）分类
2
3
4.8~ 4.2 4.4~ 3.8 4.0~ 3.4 <3.6
4.4~ 3.8 4.0~ 3.4 3.6~ 3.0 <2.6
9
第三节
工程岩体代表性分类
一、按岩石的单轴抗压强度（Ｒc）分类
（一）单轴强度
类别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
表5-1 岩石按抗压强度分类
岩石单轴抗压强Rc （MPa） 250~160 160~100 100~40 <40 岩石类别 特坚岩 坚 岩 次坚岩 软 岩
10
（二）点荷载强度
二、按巷道岩石稳定性分类（自己看）
范 围 采用值 最小值
4000~5000 4500 3500
3000~4000 3500 2500
2000~3500 2750 1500
<2000 1500 500
岩体Vpm/ Vpsr
1、岩石性质与工程分级
n= V − Vc ρc = 1 − d ⋅ ρ × 100% V w
V − Vc d ⋅ ρ w e= = −1 Vc ρc
随着岩石孔隙度增大，一方面消弱了岩石的整体稳定性， 随着岩石孔隙度增大，一方面消弱了岩石的整体稳定性，使 其密度和强度降低，透水性增大；另一方面会增加风化速度。 其密度和强度降低，透水性增大；另一方面会增加风化速度。 进一步降低力学强度和增大透水性。 进一步降低力学强度和增大透水性。
第一章 岩石的性质及工程分类
井巷施工技术的最基本工作就是破岩与维护。因此， 井巷施工技术的最基本工作就是破岩与维护。因此，在 这一章主要讲述岩石的一些基本性质， 这一章主要讲述岩石的一些基本性质，为破岩与维护的 基础知识；另外， 基础知识；另外，围岩的工程分级一直是工程设计的基 本依据之一。 本依据之一。 本章的重点是围岩分级。 本章的重点是围岩分级。
岩体＝岩块（岩石材料）＋ 弱面（层理、节理、断层） 岩体＝岩块（岩石材料）＋ 弱面（层理、节理、断层）
2
岩石材料的性质对岩体性质影响很小， 岩石材料的性质对岩体性质影响很小，而弱面控制着岩体的性 质。例如：岩体压缩时，破坏是沿着已存在的弱面发生的；在 例如：岩体压缩时，破坏是沿着已存在的弱面发生的； 拉伸时，由于弱面的存在，强度很小。 拉伸时，由于弱面的存在，强度很小。 表土：指覆盖在地壳上部的第四纪沉积物如黄土、粘土、 表土：指覆盖在地壳上部的第四纪沉积物如黄土、粘土、流 砂、淤泥、砾石等。 淤泥、砾石等。 基岩：表土以下固结性岩石的统称。 基岩：表土以下固结性岩石的统称。 煤系地层中最常遇到的是各种沉积岩，如砂岩，页岩等。 煤系地层中最常遇到的是各种沉积岩，如砂岩，页岩等。 地下水： 充填于岩石的孔隙、层理、节理、裂隙、 地下水： 充填于岩石的孔隙、层理、节理、裂隙、断层甚至 溶洞中。 溶洞中。 瓦斯： 瓦斯：从井下煤体和围岩中涌出及生产过程中产生的移甲烷 为主的有毒、有害气体的总称。 为主的有毒、有害气体的总称。
V − Vc d ⋅ ρ w e= = −1 Vc ρc
随着岩石孔隙度增大，一方面消弱了岩石的整体稳定性， 随着岩石孔隙度增大，一方面消弱了岩石的整体稳定性，使 其密度和强度降低，透水性增大；另一方面会增加风化速度。 其密度和强度降低，透水性增大；另一方面会增加风化速度。 进一步降低力学强度和增大透水性。 进一步降低力学强度和增大透水性。
第一章 岩石的性质及工程分类
井巷施工技术的最基本工作就是破岩与维护。因此， 井巷施工技术的最基本工作就是破岩与维护。因此，在 这一章主要讲述岩石的一些基本性质， 这一章主要讲述岩石的一些基本性质，为破岩与维护的 基础知识；另外， 基础知识；另外，围岩的工程分级一直是工程设计的基 本依据之一。 本依据之一。 本章的重点是围岩分级。 本章的重点是围岩分级。
岩体＝岩块（岩石材料）＋ 弱面（层理、节理、断层） 岩体＝岩块（岩石材料）＋ 弱面（层理、节理、断层）
2
岩石材料的性质对岩体性质影响很小， 岩石材料的性质对岩体性质影响很小，而弱面控制着岩体的性 质。例如：岩体压缩时，破坏是沿着已存在的弱面发生的；在 例如：岩体压缩时，破坏是沿着已存在的弱面发生的； 拉伸时，由于弱面的存在，强度很小。 拉伸时，由于弱面的存在，强度很小。 表土：指覆盖在地壳上部的第四纪沉积物如黄土、粘土、 表土：指覆盖在地壳上部的第四纪沉积物如黄土、粘土、流 砂、淤泥、砾石等。 淤泥、砾石等。 基岩：表土以下固结性岩石的统称。 基岩：表土以下固结性岩石的统称。 煤系地层中最常遇到的是各种沉积岩，如砂岩，页岩等。 煤系地层中最常遇到的是各种沉积岩，如砂岩，页岩等。 地下水： 充填于岩石的孔隙、层理、节理、裂隙、 地下水： 充填于岩石的孔隙、层理、节理、裂隙、断层甚至 溶洞中。 溶洞中。 瓦斯： 瓦斯：从井下煤体和围岩中涌出及生产过程中产生的移甲烷 为主的有毒、有害气体的总称。 为主的有毒、有害气体的总称。
工程地质学-第三章 岩体的工程地质性质与岩体分类-2-岩体分类
三 岩体分类的目的与原则
岩体工程分级的目的是对作为工程建筑物地基或围岩 的岩体，从工程的实际要求出发，对它们进行分级；并根 据其特性，进行试验，得出相应的设计计算指标或参数， 以便使工程建设达到经济、合理、安全的目的。
通用分级 岩体工程分级
专用分级 通用分级:是供各个学科领域、各国民经济部门笼统使 用的分级，是一种较少针对性的、原则性的、大致分级； 专用分级:针对某一学科领域，某一具体工程，或某一 工程的具体部位岩体特殊要求，或专为某种工程目的服务 而专门编制的分级。与通用分级相比，专用分级所涉及的 面要窄一些，考虑的影响因素要少一些，但更深入和细致。
1、分类的目的 （1）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据。 （2）便于施工方法的总结,交流,推广。 （3）为便于行业内技术改革和管理。 2、分类原则 （1）有明确的类级和适用对象。 （2）有定量的指标。 （3）类级一般分五级为宜。 （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。
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
Ⅱ
坚硬岩，岩体较完整
较坚硬岩，岩体完整
＞550 550～451
Ⅲ
坚硬岩，岩体较破碎 较坚硬或软硬岩互层，岩体较完整
较软岩，岩体完整
450～351
坚硬岩，岩体破碎
较坚硬岩，岩体较破碎－破碎
Ⅳ
较软岩或软硬岩互层，且以软岩为
主，岩体较完整－较破碎
[BQ]＝BQ－100(K1+K2+K3) K1,K2,K3值，可分别按表5-19、5-20、5-21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。在上述岩体质 量定量评价的基础上，可据下式确定岩体基本质量指标 (ＢＱ)：
岩体工程分级的目的是对作为工程建筑物地基或围岩 的岩体，从工程的实际要求出发，对它们进行分级；并根 据其特性，进行试验，得出相应的设计计算指标或参数， 以便使工程建设达到经济、合理、安全的目的。
通用分级 岩体工程分级
专用分级 通用分级:是供各个学科领域、各国民经济部门笼统使 用的分级，是一种较少针对性的、原则性的、大致分级； 专用分级:针对某一学科领域，某一具体工程，或某一 工程的具体部位岩体特殊要求，或专为某种工程目的服务 而专门编制的分级。与通用分级相比，专用分级所涉及的 面要窄一些，考虑的影响因素要少一些，但更深入和细致。
1、分类的目的 （1）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据。 （2）便于施工方法的总结,交流,推广。 （3）为便于行业内技术改革和管理。 2、分类原则 （1）有明确的类级和适用对象。 （2）有定量的指标。 （3）类级一般分五级为宜。 （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。
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
Ⅱ
坚硬岩，岩体较完整
较坚硬岩，岩体完整
＞550 550～451
Ⅲ
坚硬岩，岩体较破碎 较坚硬或软硬岩互层，岩体较完整
较软岩，岩体完整
450～351
坚硬岩，岩体破碎
较坚硬岩，岩体较破碎－破碎
Ⅳ
较软岩或软硬岩互层，且以软岩为
主，岩体较完整－较破碎
[BQ]＝BQ－100(K1+K2+K3) K1,K2,K3值，可分别按表5-19、5-20、5-21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。在上述岩体质 量定量评价的基础上，可据下式确定岩体基本质量指标 (ＢＱ)：
3第三章 地质构造及岩体工程性质
地堑和地垒
地堑：由两条走向大致平行而性质相同的Ft 组合形成的中间断块下降，两侧上升的构造。 地垒：中间块上升，两侧下降的构造。
叠瓦式构造
由一系列平行或近于平行的、倾角相似的 逆断层组合，形成迭瓦式构造。
叠冲(瓦)式逆掩断层
由若干条产状基本一致的逆掩断层组成，各条断层的上 盘依次向同一方向向上逆冲，平面上构成叠瓦式(状)。
断距
正断层：上盘沿断层面相对下降，下盘相对上升的断
层。其断层面倾角较陡，一般在45°以上。正断层是 由于岩体受到张力及重力作用，使上盘沿断层面向下
错动形成的；
下盘上升
上盘下降
按相对位移 方向划分的断 层类型
逆断层：上盘沿断层面相对上升，下盘相对下降的断层。逆断层一般是
由于岩体受到水平方向强烈挤压力的作用，使上盘沿断层面向上错动而成。 断层面从陡倾角至缓倾角都有。其中断层面倾角大于450的称为逆冲断层；介 于250～450之间的称为逆掩断层；小于250的称为碾掩断层(又叫碾掩构造或 推复构造)。逆掩断层和碾掩断层常是规模很大的区域性断层；
①相对地质年代的确定
地层层位法：同一地质时代在一定地质环境形成
的沉积地层具有相同的特征。未经受剧烈构造运动 的岩层上老下新。
古生物法：根据生物化石确定地层的年代。生物
进化由简单到复杂，不同时代具有不同的生物群， 灭绝的生物不会重复出现。不同地质时代形成的岩 层含有不同类型的化石及其组合，相同时期相同环 境形成的岩层具有相同的化石。
或
仅用于地质平面图
(箭头)岩层岩层倒转后的倾向
3. 水平构造
岩层产状近于水平（<5度）
岩体的工程地质性质及岩体工程分类 2 ppt课件
a K1
a b
K1变化在0～1之间，K1值愈大说明结构面的连续性愈
好，当K1＝1时，结构面完全贯通。 2、面连续性系数：指沿结构面延伸方向，结构面面
积之和与总面积的比值。
结构面连续性分级表
描述 很低连续性
低连续性 中等连续性
高连续性 很高连续性
迹长（m） <1 1~3 3~10
10~20 >20
KdLsinncossin Kcd' os
结构面间距分级表
描述 极密集的间距 很密集的间距
密集的间距 中等的间距 宽的间距 很宽的间距 极宽的间距
间距（mm） <20 20~60
60~200 200~600 600~2000 2000~6000 >6000
• 用线密度来估算岩体质量指标RQD(rock quality designation)
侧壁的起伏程度可用起伏角
(i)表示。
i arctg(2h) L
• 结构面的粗糙度用粗糙 度系JRC(joint roughness coefficient)表示。
据单结构面理论，岩体中存在一组结构面时，岩体的极限强 度与结构面倾角间的关系为：
13(12(tC gjj ct3gt)gsij)n2
岩体的（二工）程结构地面质的性连续质性及岩体工 • 程结构分面的类连续2性反映结构面的贯通程度。
• 1、线连续性系数：指沿结构面延伸方向，结构面各 段长度之和(Σa)与测线长度的比值。
张性断裂不平整，常具次生充填， 呈锯齿状，剪切断裂较平直，具 羽状裂隙，压性断层具多种构造 岩，成带状分布，往往含断层泥、 糜棱岩
对岩体稳定影响很大，在上述许多岩 体破坏过程中，大都有构造结构面的 配合作用。此外常造成边坡及地下工 程的塌方、冒顶
a b
K1变化在0～1之间，K1值愈大说明结构面的连续性愈
好，当K1＝1时，结构面完全贯通。 2、面连续性系数：指沿结构面延伸方向，结构面面
积之和与总面积的比值。
结构面连续性分级表
描述 很低连续性
低连续性 中等连续性
高连续性 很高连续性
迹长（m） <1 1~3 3~10
10~20 >20
KdLsinncossin Kcd' os
结构面间距分级表
描述 极密集的间距 很密集的间距
密集的间距 中等的间距 宽的间距 很宽的间距 极宽的间距
间距（mm） <20 20~60
60~200 200~600 600~2000 2000~6000 >6000
• 用线密度来估算岩体质量指标RQD(rock quality designation)
侧壁的起伏程度可用起伏角
(i)表示。
i arctg(2h) L
• 结构面的粗糙度用粗糙 度系JRC(joint roughness coefficient)表示。
据单结构面理论，岩体中存在一组结构面时，岩体的极限强 度与结构面倾角间的关系为：
13(12(tC gjj ct3gt)gsij)n2
岩体的（二工）程结构地面质的性连续质性及岩体工 • 程结构分面的类连续2性反映结构面的贯通程度。
• 1、线连续性系数：指沿结构面延伸方向，结构面各 段长度之和(Σa)与测线长度的比值。
张性断裂不平整，常具次生充填， 呈锯齿状，剪切断裂较平直，具 羽状裂隙，压性断层具多种构造 岩，成带状分布，往往含断层泥、 糜棱岩
对岩体稳定影响很大，在上述许多岩 体破坏过程中，大都有构造结构面的 配合作用。此外常造成边坡及地下工 程的塌方、冒顶
岩体工程分类.
Ⅴ
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
岩石坚硬程度划分表
岩石饱和单轴抗压强度 σcw(MPa)
坚硬程度
＞60
坚硬岩
60~30
较坚硬岩
30~15
较软岩
15~5
软岩
＜5
极软岩
岩体完整程度划分表
岩体完整性系 数Kv ＞0.75 0.75~0.55 0.55~0.35 0.35~0.15 ＜0.15
［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。
地下水影响修正系数(K1)表 K1 ＞450 0
BQ 潮湿或点滴状出水
淋雨状或涌流状出水，水压 ≤0.1MPa或单位水量＜10L／ min
基本质 量级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 坚硬岩，岩体完整 坚硬岩，岩体较完整；较坚硬岩，岩体完整 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 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 岩体质量的定性特征 岩体基本质 量指标(BQ) ＞550 550~451 450~351 350~251
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
Ⅳ
39~27
0.7~0.2
6~1.3
Ⅴ ＜2.25
＜27
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3 岩体工程分类
岩体工程分类的目的 目前国内外在地下工程的设计与计算，主要还处于工程 类比阶段，多数计算还处在根据各自的工程经验，提出经 验公式，其中包括围岩压力的计算公式。这些经验公式大 致可分为以下三类： (1)通过大量的塌方调查，寻求各种不同地质条件与塌方 高度的关系，换算为围岩压力，以经验公式的形式表达出 来。 (2)通过大量支护结构物上的压力测量，寻求各种不同地 质条件与支护上压力的关系，并以经验公式的形式表达出 来。 (3)通过当前工程试验段量测其支护上的压力作为本工程 设计之用。
工程岩体分类的原则： (1)确定分级的目的和使用对象。考虑适用于某一类工程、
某种工业部门或生产领域，是通用的，还是为专门目的 而编制的分类。 (2)分类应定量，以便于用在技术计算和制定定额上。 (3)分类的级数应合适，不宜太多或太少，一般都分为五级， 从工程实用来看，这是恰当的。 (4)工程岩体分类方法及步骤应简单明了，数字便于记忆， 便于应用。 (5)以实测参数为基础，这些参数可在现场又快又省地测定。 (6)由于目的对象不同，考虑的因素也不同，各个因素应有 各自的物理意义，并且还应该是独立的影响因素。
评分
30
25
20
10
0
隧洞中每10m长段涌水量 （L/min）
0
＜10
10 ~25
25 ~125
＞125
地下水状况 5
节理水压力 大主应力
0
0.0 ~0.1
0.1 ~0.2
0.2 ~0.5
＞0.5
隧洞干燥程度
干燥
稍潮湿
潮湿
滴水
涌水
评分
15
10
7
4
0
RMR岩体分类级别的含义
分类级别 质量描述
评分值
Ⅰ 非常好的岩体
调查面 积(m2)
节理数 量(条)
节理间 距
(m)
节理裂隙密 度(条/m)
1
1600中段1028下山回车巷道
11.70
2
23.40
50
0.23
4.27
2
1630中段3＃平巷
13.30
2
26.60
89
0.15
6.69
3
1630中段0＃平巷
7.35
2
14.70
33
0.22
4.49
4
1660中段2＃主巷
11.70
100 ~150 30 ~35
＜100 ＜30
采取岩芯总长度与钻孔长度之比。而RQD，即修正的 岩芯采集率是选用完整的、其长度不小于10cm的岩芯 总长度与钻孔长度之比，并用百分数表示，即
式中：l—长度大于10cm的岩芯单节长度； L—同一岩层中的钻孔长度。
例：在对岩石的钻探过程中，某回次进尺为1.0m，所取 岩芯各段长度为0.4m、0.3m、0.1m、0.06m、0.04m、 0.03m,问该回次进尺的RQD是多少( )。
测线布置示意图
表 节理裂隙调查表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
调查地点 1600中段1028下山回车巷道 1630中段3＃平巷 1630中段3＃平巷0＃平巷 1660中段3＃平巷2＃主巷 1690中段10－5运输平巷 1690中段3＃平巷10－5矿体526剖面 1690中段3＃平巷10－5运输平巷 1720中段3＃平巷5支主巷
1
（MPa）
点荷载强度 单轴抗压强度
评分
＞10 ＞250
15
4~10 100~250
12
2~4 50~100
7
1~2 25~50
4
此低值区最好采用单轴抗压强度
5~25
1~5
＜1
2
1
0
RQD值（％）
2 评分
90~100 20
75~90 17
50~75 13
25~50 8
＜25 3
节理间距（cm）
＞200
合计
21.50
2
43.00
89
0.24
4.14
97.80
4.55
195.60
445
0.22
图4-2 节理裂隙间距分布图
图4-3 结构面持续性统计直方图
结构面倾角统计直方图
岩体结构面类型分布图
(a) 1630中段
(b) 1660中段
(c) 1690中段
(d) 1720中段
(e) 4个中段合计
60~200
20~60
6~20
＜6
3 评分
20
15
10
8
5
4
节理状态
裂开面很粗糙， 节理不连通， 未张开，两壁 岩石未风化
裂开面稍粗糙裂
开宽度小于 1mm，两壁轻
度风化
裂开面稍粗 糙裂开宽度 小于1mm， 两壁高度风
化
裂开面夹泥厚 度小于5mm或
裂开宽度 1~5mm，节理
连通
裂开面夹泥厚度大于5mm或裂开 宽度大于5mm，节理连通
就水对工程岩体分类的影响而言，尚缺乏有效的定量评价方法，一般使用定性与 定量相结合的方法。
4．地应力 对工程岩体分类来说，地应力是一个独立因素。但它难于测量，它对工程的影响 程度也难于确定。在我国西南、西北高地应力地区，会出现有高地应力而产生的 特殊问题。但在一般的工程岩体分类中，此因素考虑得较少。目前，对地应力因 素往往只能在综合因素中反映，如纵波波速、位移量等。
2
23.40
46
0.25
3.93
5
1690中段10－5运输平巷
17.95
2
35.90
82
0.22
4.57
6
1690中段10－5矿体526平巷帮
5.30
2
10.60
29
0.18
5.47
7
1690中段10-5运输平巷10981点往108方向进4m
9.00
2
18.00
Hale Waihona Puke 270.333.00
8
1720中段5支主巷
目前，在岩体分类中能定量地反映结构面影响因素的方法有二：一为结构面特征的统计结果， 包括节理组数、节理间距、体积裂隙率以及结构面的粗糙程度及其充填物的状况，都是工程 岩体分类应用的重要参数；二为岩体的弹性波（主要为纵波）的速度。纵波速度能综合反映 岩体的完整性，所以弹性波速度也往往是工程岩体分类的一个重要参数。
工程岩体分类的独立因素分析
从工程观点来看，影响岩体工程性质的因素，起主导及控制作用的有如下几个方面。
1．岩石材料的质量
岩石材料的质量，是反映岩石物理力学性质的依据，也是工程岩体分类的基础。从工程实践 来看，主要表现岩石的强度和变形性质方面。根据室内岩块试验，可以获得岩石的抗压、抗 拉、抗剪和弹性参数及其他指标。应用上述参数来评价和衡量岩石质量的好坏，至今尚没有 统一的标准，从国内外岩体分类的情况来看，目前都沿用室内单轴抗压强度指标来反映 2．岩体的完整性
岩性 白云岩 大理岩 大理岩 大理岩 大理岩 大理岩 大理岩 大理岩
调查长度/m 11.70 13.30 7.35 11.70 17.95 5.30 9.00 21.50
节理数量/条 50 89 33 46 82 29 27 89
表4-2 节理裂隙调查数量统计表
序号
调查地点
调查长 度(m)
测带宽 度(m)
风化作用，实质上是一种对结构面的影响。当工程处于地表，如边坡稳定、坝基、土木工程 等，则必须考虑由于风化作用对岩体的影响；对地下工程，则可较少考虑。目前，在工程岩 体分类中，往往只是定性地考虑风化作用的影响，缺乏有效的定量评价方法。
工程岩体分类的独立因素分析
3．水的影响 水对岩体质量的影响，主要表现为两个方面：一是使岩石及结构面充填物的物理 力学性质恶化；二是沿岩体结构面形成渗透，影响岩体的稳定性。
大马芦矿区节理走向玫瑰花图
岩体基本质量的分级因素
岩石的坚硬程度：坚硬岩、 较坚硬岩、较软岩、软岩、 极软岩
风化程度分：未风化、微风化、弱风化、强风化、全 风化
Rc （MPa）
坚硬程度
＞60 坚硬岩
60～30 较坚硬岩
30～15 较软岩
15～5 软岩
＜5 极软岩
完整程度分：完整、较完整、较破碎、破碎、极破碎 KV=(Vp/Vpr)2
100 ~81
Ⅱ 好岩体 80 ~61
平均稳定时间
5m跨度10年
4m跨度6个月
岩体粘聚力（kPa） 岩体内摩擦角（°）
＞300 ＞45
200 ~300 40 ~45
Ⅲ 一般岩体
60 ~41 3m跨度1星期
150 ~200 35 ~40
Ⅳ 差岩体 40 ~21
Ⅴ 非常差的岩体
＜20
1.5m跨度5h
0.5m跨度10min
岩体工程性质的好坏，基本上不取决于或很少取决于组成岩体的岩块的力学性质，而是取决 于受到各种地质因素和各种地质条件影响形成的各种软弱结构面（简称节理）和其间的充填 物质，即它们本身的空间分布状态，包括结构面的组数、间距及单位体积岩体中的节理数。 他们直接削弱了岩体的工程性质。所以岩体完整性的定量指标是表征岩体工程性质的重要参 数。
A．93% B．90% C．86% D．80% 答案：D
（二）以弹性波（纵波）速度分类 弹性波在岩体中的传播，与在均质、各向同性及完 整的岩石中不同，岩体中结构面的存在一方面使波速 明显下降，而且会使其传播能量有不同程度的消耗， 所以，弹性波的变化能反映岩体的结构特征和完整性。
（三）节理岩体的RMR分类方法 分类系统考虑以下5个基本分类参数： 1．完整岩石材料的强度 2．岩石质量指标(RQD) 3．节理间距 节理一词指的是所有不连续的结构面，它可能是节理、 断层、层理面以及其他软弱面。 4．节理状况 这个参数考虑了节理宽度或开口宽度、连续性、表面粗 糙度、节理面的状况（软或硬）以及所含的充填物等因素。 5．地下水状况
岩体工程分类的目的 目前国内外在地下工程的设计与计算，主要还处于工程 类比阶段，多数计算还处在根据各自的工程经验，提出经 验公式，其中包括围岩压力的计算公式。这些经验公式大 致可分为以下三类： (1)通过大量的塌方调查，寻求各种不同地质条件与塌方 高度的关系，换算为围岩压力，以经验公式的形式表达出 来。 (2)通过大量支护结构物上的压力测量，寻求各种不同地 质条件与支护上压力的关系，并以经验公式的形式表达出 来。 (3)通过当前工程试验段量测其支护上的压力作为本工程 设计之用。
工程岩体分类的原则： (1)确定分级的目的和使用对象。考虑适用于某一类工程、
某种工业部门或生产领域，是通用的，还是为专门目的 而编制的分类。 (2)分类应定量，以便于用在技术计算和制定定额上。 (3)分类的级数应合适，不宜太多或太少，一般都分为五级， 从工程实用来看，这是恰当的。 (4)工程岩体分类方法及步骤应简单明了，数字便于记忆， 便于应用。 (5)以实测参数为基础，这些参数可在现场又快又省地测定。 (6)由于目的对象不同，考虑的因素也不同，各个因素应有 各自的物理意义，并且还应该是独立的影响因素。
评分
30
25
20
10
0
隧洞中每10m长段涌水量 （L/min）
0
＜10
10 ~25
25 ~125
＞125
地下水状况 5
节理水压力 大主应力
0
0.0 ~0.1
0.1 ~0.2
0.2 ~0.5
＞0.5
隧洞干燥程度
干燥
稍潮湿
潮湿
滴水
涌水
评分
15
10
7
4
0
RMR岩体分类级别的含义
分类级别 质量描述
评分值
Ⅰ 非常好的岩体
调查面 积(m2)
节理数 量(条)
节理间 距
(m)
节理裂隙密 度(条/m)
1
1600中段1028下山回车巷道
11.70
2
23.40
50
0.23
4.27
2
1630中段3＃平巷
13.30
2
26.60
89
0.15
6.69
3
1630中段0＃平巷
7.35
2
14.70
33
0.22
4.49
4
1660中段2＃主巷
11.70
100 ~150 30 ~35
＜100 ＜30
采取岩芯总长度与钻孔长度之比。而RQD，即修正的 岩芯采集率是选用完整的、其长度不小于10cm的岩芯 总长度与钻孔长度之比，并用百分数表示，即
式中：l—长度大于10cm的岩芯单节长度； L—同一岩层中的钻孔长度。
例：在对岩石的钻探过程中，某回次进尺为1.0m，所取 岩芯各段长度为0.4m、0.3m、0.1m、0.06m、0.04m、 0.03m,问该回次进尺的RQD是多少( )。
测线布置示意图
表 节理裂隙调查表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
调查地点 1600中段1028下山回车巷道 1630中段3＃平巷 1630中段3＃平巷0＃平巷 1660中段3＃平巷2＃主巷 1690中段10－5运输平巷 1690中段3＃平巷10－5矿体526剖面 1690中段3＃平巷10－5运输平巷 1720中段3＃平巷5支主巷
1
（MPa）
点荷载强度 单轴抗压强度
评分
＞10 ＞250
15
4~10 100~250
12
2~4 50~100
7
1~2 25~50
4
此低值区最好采用单轴抗压强度
5~25
1~5
＜1
2
1
0
RQD值（％）
2 评分
90~100 20
75~90 17
50~75 13
25~50 8
＜25 3
节理间距（cm）
＞200
合计
21.50
2
43.00
89
0.24
4.14
97.80
4.55
195.60
445
0.22
图4-2 节理裂隙间距分布图
图4-3 结构面持续性统计直方图
结构面倾角统计直方图
岩体结构面类型分布图
(a) 1630中段
(b) 1660中段
(c) 1690中段
(d) 1720中段
(e) 4个中段合计
60~200
20~60
6~20
＜6
3 评分
20
15
10
8
5
4
节理状态
裂开面很粗糙， 节理不连通， 未张开，两壁 岩石未风化
裂开面稍粗糙裂
开宽度小于 1mm，两壁轻
度风化
裂开面稍粗 糙裂开宽度 小于1mm， 两壁高度风
化
裂开面夹泥厚 度小于5mm或
裂开宽度 1~5mm，节理
连通
裂开面夹泥厚度大于5mm或裂开 宽度大于5mm，节理连通
就水对工程岩体分类的影响而言，尚缺乏有效的定量评价方法，一般使用定性与 定量相结合的方法。
4．地应力 对工程岩体分类来说，地应力是一个独立因素。但它难于测量，它对工程的影响 程度也难于确定。在我国西南、西北高地应力地区，会出现有高地应力而产生的 特殊问题。但在一般的工程岩体分类中，此因素考虑得较少。目前，对地应力因 素往往只能在综合因素中反映，如纵波波速、位移量等。
2
23.40
46
0.25
3.93
5
1690中段10－5运输平巷
17.95
2
35.90
82
0.22
4.57
6
1690中段10－5矿体526平巷帮
5.30
2
10.60
29
0.18
5.47
7
1690中段10-5运输平巷10981点往108方向进4m
9.00
2
18.00
Hale Waihona Puke 270.333.00
8
1720中段5支主巷
目前，在岩体分类中能定量地反映结构面影响因素的方法有二：一为结构面特征的统计结果， 包括节理组数、节理间距、体积裂隙率以及结构面的粗糙程度及其充填物的状况，都是工程 岩体分类应用的重要参数；二为岩体的弹性波（主要为纵波）的速度。纵波速度能综合反映 岩体的完整性，所以弹性波速度也往往是工程岩体分类的一个重要参数。
工程岩体分类的独立因素分析
从工程观点来看，影响岩体工程性质的因素，起主导及控制作用的有如下几个方面。
1．岩石材料的质量
岩石材料的质量，是反映岩石物理力学性质的依据，也是工程岩体分类的基础。从工程实践 来看，主要表现岩石的强度和变形性质方面。根据室内岩块试验，可以获得岩石的抗压、抗 拉、抗剪和弹性参数及其他指标。应用上述参数来评价和衡量岩石质量的好坏，至今尚没有 统一的标准，从国内外岩体分类的情况来看，目前都沿用室内单轴抗压强度指标来反映 2．岩体的完整性
岩性 白云岩 大理岩 大理岩 大理岩 大理岩 大理岩 大理岩 大理岩
调查长度/m 11.70 13.30 7.35 11.70 17.95 5.30 9.00 21.50
节理数量/条 50 89 33 46 82 29 27 89
表4-2 节理裂隙调查数量统计表
序号
调查地点
调查长 度(m)
测带宽 度(m)
风化作用，实质上是一种对结构面的影响。当工程处于地表，如边坡稳定、坝基、土木工程 等，则必须考虑由于风化作用对岩体的影响；对地下工程，则可较少考虑。目前，在工程岩 体分类中，往往只是定性地考虑风化作用的影响，缺乏有效的定量评价方法。
工程岩体分类的独立因素分析
3．水的影响 水对岩体质量的影响，主要表现为两个方面：一是使岩石及结构面充填物的物理 力学性质恶化；二是沿岩体结构面形成渗透，影响岩体的稳定性。
大马芦矿区节理走向玫瑰花图
岩体基本质量的分级因素
岩石的坚硬程度：坚硬岩、 较坚硬岩、较软岩、软岩、 极软岩
风化程度分：未风化、微风化、弱风化、强风化、全 风化
Rc （MPa）
坚硬程度
＞60 坚硬岩
60～30 较坚硬岩
30～15 较软岩
15～5 软岩
＜5 极软岩
完整程度分：完整、较完整、较破碎、破碎、极破碎 KV=(Vp/Vpr)2
100 ~81
Ⅱ 好岩体 80 ~61
平均稳定时间
5m跨度10年
4m跨度6个月
岩体粘聚力（kPa） 岩体内摩擦角（°）
＞300 ＞45
200 ~300 40 ~45
Ⅲ 一般岩体
60 ~41 3m跨度1星期
150 ~200 35 ~40
Ⅳ 差岩体 40 ~21
Ⅴ 非常差的岩体
＜20
1.5m跨度5h
0.5m跨度10min
岩体工程性质的好坏，基本上不取决于或很少取决于组成岩体的岩块的力学性质，而是取决 于受到各种地质因素和各种地质条件影响形成的各种软弱结构面（简称节理）和其间的充填 物质，即它们本身的空间分布状态，包括结构面的组数、间距及单位体积岩体中的节理数。 他们直接削弱了岩体的工程性质。所以岩体完整性的定量指标是表征岩体工程性质的重要参 数。
A．93% B．90% C．86% D．80% 答案：D
（二）以弹性波（纵波）速度分类 弹性波在岩体中的传播，与在均质、各向同性及完 整的岩石中不同，岩体中结构面的存在一方面使波速 明显下降，而且会使其传播能量有不同程度的消耗， 所以，弹性波的变化能反映岩体的结构特征和完整性。
（三）节理岩体的RMR分类方法 分类系统考虑以下5个基本分类参数： 1．完整岩石材料的强度 2．岩石质量指标(RQD) 3．节理间距 节理一词指的是所有不连续的结构面，它可能是节理、 断层、层理面以及其他软弱面。 4．节理状况 这个参数考虑了节理宽度或开口宽度、连续性、表面粗 糙度、节理面的状况（软或硬）以及所含的充填物等因素。 5．地下水状况