岩体分类与方法
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4
3.2.4 几种典型岩体分类理论和方法 1.按岩石的单轴抗压强度σ c分类 岩石普氏系数(f=σ c/10)分类法
（Ｍ．Ｍ．Продотьяконов ，1907 ） 极硬（f＝20）、 较硬（f＝5～6）、 很硬（f＝15）、 普通（f＝3～4）、 坚硬（f＝8～10）、 较软（f＝1.5～2）、
i
10cm
100 %
工程实践说明，RQD是一种比岩芯采取率更好的指标。
6
用RQD值来描述岩石的质量分级
7
例 某钻孔的长度为250cm，其
中岩芯采取总长度为200cm,而
大于10cm的岩芯总长度为
157cm(如图所示)，
则岩芯采取率：
200/250=80%
RQD=157/250=63% 岩体分类为：Ⅲ类、中等岩体
0.2~0 Ⅴ 非常不好
9
② 中科院地质所根据岩体结构的分类，列出了 弹性波在各类岩体中传播特性。
10
③
日本，池田和彦，1969年提出了日本铁路隧道围岩分类；
先将岩质分6类,再根据弹性波在岩体中的速度,将围岩分为7类
11
3.按岩体综合指标分类－1
① 岩体的地质力学分类（CSIR分类) 毕昂斯基(Bieniaski,1973)提出RMR(Rock Mass Rating)值分类法 南非科学和工业委员会（CSIR)
Jw RQD J r Q Jn J a S RF
式中：RQD-岩石质量指标，Jn-节理组数，Jr-节理粗糙系数， Ja-节理蚀变系数， Jw-节理水折减系数，
SRF-应力折减系数，
22
23
Q分类的优点： 1）考虑因素相对全面； 2）适用于各种岩石（软、硬）；
Q分类的缺点： 没有考虑节理方位（怕失去简单的特点，影响通用性）
2
3.2.2. 分类原则
(1）有明确的类级和适用对象（专题性的、综合性的)。 （2）根据适用对象，选择考虑因素（单因素、多因素）。
（3）有定量的指标。
（4）类级一般分五级为宜。 （5）分类方法简单明了、数字便于记忆和应用。 发展趋势：“多因素、综合特征值”分类法
3
3.2.3 分类的独立因素
（1）岩石材料的质量（强度指标）。
RMR
R
i 1
6
i
式中：R1-岩石抗压强度评分，R2-RQD评分，R3-节理间距评分， R4-节理状态评分， R5-地下水状态评分，
R6-节理的方向对工程的影响修正评分，
这6个指标分别由如下各表来确定。
12
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。
迪尔（Deere,D.U.) , 1963提出, 又与裂隙特性联系1967, 1969 美国伊利诺斯大学（Illinois University）教授
规定：内径56mm 金刚石钻头 RQD是选用坚固完整的、其长度大于等于10cm的岩芯总长度与钻孔长 度的比，百分数表示为：
RQD
l
L钻孔源自文库长
24
3.按岩体综合指标分类－3
③ 我国工程岩体分级标准 （GB50218-94） 分两步计算：
1）岩体基本质量分级－－计算BQ
2）岩体稳定性分级－－计算[BQ],判断分类。
3.2 岩体分类理论与方法－主要内容
• 1 岩体分类的目的和意义
• 2 岩体分类的原则 • 3 分类的独立因素 • 4 几种典型的分类理论和方法
1
3.2 岩体分类的理论与方法
3.2.1 分类的目的与意义
（1）分析、评价工程岩体稳定性的需要。
（2）为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额和概预 算提供必要的基本依据。 （3）便于设计、施工方法的总结,交流,推广。 （4）为便于行业内技术改革和管理。 体现：安全、经济、发展的思想，岩体分类是岩石力学研究 领域的重要基础性课题。 举例说明
（2）岩体的完整性，密集度、切割度、连续性等。 （3）岩体结构面产状与岩体工程的相对空间位置关系等。 （4）地下水（软化、冲蚀、降低有效正应力、c、φ） （5）地应力（大小、最大主应力方向）
（6）其它因素（自稳时间、位移率）
其中（1）（2）是岩石基本质量，（3）－（6）是考虑工 程岩体特点的其它因素
毕昂斯基(Bieniaski)提出RMR计算式
RMR Ri
i 1
6
5
@ 1979年，提出修正RMR计算式
RMR Ri
i 1
@ 为什么要考虑节理方向对工程是否 有利（R6 ）修正前五个评分之和 ？ @ 看下面的几幅图的情况，如何？
17
18
6）考虑节理方向对工程是否有利来修正前五个评分之和R6
软层（f＝0.8～1）、 松软（f＜1）等8类。 优点：简单方便、工程早期，普氏系数在我国现行设计手册、工程定额、 概预算仍沿用。 缺点：小尺寸试件不能反映岩体强度，应予淘汰。由此可推按单轴抗压强 度进行分类的方法均应予淘汰。
5
2.按岩体完整性分类
a.按岩石质量指标 RQD 分类 （Rock Quality Designation）
19
€ 根据6个参数之和RMR值，把岩体的质量划分为五类
RMR
R
i 1
6
i
20
@本分类还给出了对岩体稳定性（隧洞岩 体自稳时间）以及对应的岩体c,φ 值
适用：坚硬、节理岩体，浅埋隧道 不适用：挤压、膨胀、涌水的及软岩体。
21
3.按岩体综合指标分类－2
② 巴顿岩体质量分类（Q分类) 巴顿(Barton,1974)提出Q值分类法 挪威岩土工程研究所（Norwegian Geotechnical Institute) （NGI)
8
b. 以弹性波（纵波）速度分类 依据：弹性波速变化来反映岩体结构特性和完整性。 ①梅里特（Merritt)提出龟裂系数(Kv)：
Kv (Vpm / Vpr )
Merritt的龟裂系数岩体分类
Kv 级次 岩体类别 0.8~1 Ⅰ 非常好 0.8~0.6 Ⅱ 好
2
0.6~0.4 Ⅲ 较好
0.4~0.2 Ⅳ 不好
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2）岩石质量指标RQD评分R2
3）对应于节理组间距的岩石评分值R3 节理间距评分值R3 节理间距/cm R3 评分值 ≥200 20 60~200 15 20~60 10 6~20 8 ＜6 5
14
4）与节理状态相关的岩体评分值R4
15
5）与地下水状态相关的岩体评分值R5
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@ 1973，南非科学和工业委员会 （CSIR)
3.2.4 几种典型岩体分类理论和方法 1.按岩石的单轴抗压强度σ c分类 岩石普氏系数(f=σ c/10)分类法
（Ｍ．Ｍ．Продотьяконов ，1907 ） 极硬（f＝20）、 较硬（f＝5～6）、 很硬（f＝15）、 普通（f＝3～4）、 坚硬（f＝8～10）、 较软（f＝1.5～2）、
i
10cm
100 %
工程实践说明，RQD是一种比岩芯采取率更好的指标。
6
用RQD值来描述岩石的质量分级
7
例 某钻孔的长度为250cm，其
中岩芯采取总长度为200cm,而
大于10cm的岩芯总长度为
157cm(如图所示)，
则岩芯采取率：
200/250=80%
RQD=157/250=63% 岩体分类为：Ⅲ类、中等岩体
0.2~0 Ⅴ 非常不好
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② 中科院地质所根据岩体结构的分类，列出了 弹性波在各类岩体中传播特性。
10
③
日本，池田和彦，1969年提出了日本铁路隧道围岩分类；
先将岩质分6类,再根据弹性波在岩体中的速度,将围岩分为7类
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3.按岩体综合指标分类－1
① 岩体的地质力学分类（CSIR分类) 毕昂斯基(Bieniaski,1973)提出RMR(Rock Mass Rating)值分类法 南非科学和工业委员会（CSIR)
Jw RQD J r Q Jn J a S RF
式中：RQD-岩石质量指标，Jn-节理组数，Jr-节理粗糙系数， Ja-节理蚀变系数， Jw-节理水折减系数，
SRF-应力折减系数，
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Q分类的优点： 1）考虑因素相对全面； 2）适用于各种岩石（软、硬）；
Q分类的缺点： 没有考虑节理方位（怕失去简单的特点，影响通用性）
2
3.2.2. 分类原则
(1）有明确的类级和适用对象（专题性的、综合性的)。 （2）根据适用对象，选择考虑因素（单因素、多因素）。
（3）有定量的指标。
（4）类级一般分五级为宜。 （5）分类方法简单明了、数字便于记忆和应用。 发展趋势：“多因素、综合特征值”分类法
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3.2.3 分类的独立因素
（1）岩石材料的质量（强度指标）。
RMR
R
i 1
6
i
式中：R1-岩石抗压强度评分，R2-RQD评分，R3-节理间距评分， R4-节理状态评分， R5-地下水状态评分，
R6-节理的方向对工程的影响修正评分，
这6个指标分别由如下各表来确定。
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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。
迪尔（Deere,D.U.) , 1963提出, 又与裂隙特性联系1967, 1969 美国伊利诺斯大学（Illinois University）教授
规定：内径56mm 金刚石钻头 RQD是选用坚固完整的、其长度大于等于10cm的岩芯总长度与钻孔长 度的比，百分数表示为：
RQD
l
L钻孔源自文库长
24
3.按岩体综合指标分类－3
③ 我国工程岩体分级标准 （GB50218-94） 分两步计算：
1）岩体基本质量分级－－计算BQ
2）岩体稳定性分级－－计算[BQ],判断分类。
3.2 岩体分类理论与方法－主要内容
• 1 岩体分类的目的和意义
• 2 岩体分类的原则 • 3 分类的独立因素 • 4 几种典型的分类理论和方法
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3.2 岩体分类的理论与方法
3.2.1 分类的目的与意义
（1）分析、评价工程岩体稳定性的需要。
（2）为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额和概预 算提供必要的基本依据。 （3）便于设计、施工方法的总结,交流,推广。 （4）为便于行业内技术改革和管理。 体现：安全、经济、发展的思想，岩体分类是岩石力学研究 领域的重要基础性课题。 举例说明
（2）岩体的完整性，密集度、切割度、连续性等。 （3）岩体结构面产状与岩体工程的相对空间位置关系等。 （4）地下水（软化、冲蚀、降低有效正应力、c、φ） （5）地应力（大小、最大主应力方向）
（6）其它因素（自稳时间、位移率）
其中（1）（2）是岩石基本质量，（3）－（6）是考虑工 程岩体特点的其它因素
毕昂斯基(Bieniaski)提出RMR计算式
RMR Ri
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@ 1979年，提出修正RMR计算式
RMR Ri
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@ 为什么要考虑节理方向对工程是否 有利（R6 ）修正前五个评分之和 ？ @ 看下面的几幅图的情况，如何？
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6）考虑节理方向对工程是否有利来修正前五个评分之和R6
软层（f＝0.8～1）、 松软（f＜1）等8类。 优点：简单方便、工程早期，普氏系数在我国现行设计手册、工程定额、 概预算仍沿用。 缺点：小尺寸试件不能反映岩体强度，应予淘汰。由此可推按单轴抗压强 度进行分类的方法均应予淘汰。
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2.按岩体完整性分类
a.按岩石质量指标 RQD 分类 （Rock Quality Designation）
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€ 根据6个参数之和RMR值，把岩体的质量划分为五类
RMR
R
i 1
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@本分类还给出了对岩体稳定性（隧洞岩 体自稳时间）以及对应的岩体c,φ 值
适用：坚硬、节理岩体，浅埋隧道 不适用：挤压、膨胀、涌水的及软岩体。
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3.按岩体综合指标分类－2
② 巴顿岩体质量分类（Q分类) 巴顿(Barton,1974)提出Q值分类法 挪威岩土工程研究所（Norwegian Geotechnical Institute) （NGI)
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b. 以弹性波（纵波）速度分类 依据：弹性波速变化来反映岩体结构特性和完整性。 ①梅里特（Merritt)提出龟裂系数(Kv)：
Kv (Vpm / Vpr )
Merritt的龟裂系数岩体分类
Kv 级次 岩体类别 0.8~1 Ⅰ 非常好 0.8~0.6 Ⅱ 好
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0.6~0.4 Ⅲ 较好
0.4~0.2 Ⅳ 不好
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2）岩石质量指标RQD评分R2
3）对应于节理组间距的岩石评分值R3 节理间距评分值R3 节理间距/cm R3 评分值 ≥200 20 60~200 15 20~60 10 6~20 8 ＜6 5
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4）与节理状态相关的岩体评分值R4
15
5）与地下水状态相关的岩体评分值R5
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@ 1973，南非科学和工业委员会 （CSIR)