围岩分级
围岩分级、地质分类
围岩分级、地质分类国标《锚杆喷射混凝⼟⽀护技术规范》中围岩分级围岩级别的划分，应根据岩⽯坚硬性、岩体完整性、结构⾯特征、地下⽔和地应⼒状况等因素综合确定。
并应符合表2的规定。
(1)岩体完整性指标⽤岩体完整性系数K V表⽰，K V可按下式计算：K V＝（V pm/ V pr）2式中V pm—隧洞岩体实测的纵波速度（km/s）V pr—隧洞岩⽯实测的纵波速度（km/s）当⽆条件进⾏声波实测时，也可⽤岩体体积节理数J V，按表1确定K V值。
表1 J与K对照表(2)围岩分级表（见表2）中的岩体强度应⼒⽐的计算应符合下列规定：①当有地应⼒实测数据时：S m＝（K V f r/σ1）式中：S m—岩体强度应⼒⽐f r—岩⽯单轴饱和抗压强度（MP a）；K V—岩体完整性系数；σ1—垂直洞轴线的较⼤主应⼒（KＮ/ m２）。
②当⽆地应⼒实测数据时：σ1＝ｒＨ式中：ｒ—岩体重⼒密度（KＮ/ m3）；H—隧洞顶覆盖层厚度（m）。
(3)对Ⅲ、Ⅳ级围岩，当地下⽔发育时，应根据地下⽔类型、⽔量⼤⼩、软弱结构⾯多少及其危害程度，适当降级。
(4)对Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级围岩，当洞轴线与主要断层或软弱夹层的夹⾓⼩于300时，应降⼀级。
表2 围岩分级续表2续表2续表2电⼒⾏标《⽔⼯建筑物地下开挖⼯程施⼯技术规范》中围岩⼯程地质分类(1)围岩⼯程地质分类应以控制围岩稳定的岩⽯强度、岩体完整程度、结构⾯状态地下⽔和主要结构⾯产状五项因素和差总评分为基本依据，围岩强度应⼒⽐为限定判据，并应符合表3 规定。
围岩⼯程地质分类表表3S＝R b*Kv/σｍ式中：R b——岩⽯饱和单轴抗压强度（Mpa）；Kv—岩体完整性系数；σｍ——围岩的最⼤主应⼒（Mpa）。
(3)围岩⼯程地质分类中五项因素的评分应符合下列标准进⾏。
①岩⽯强度的评分应符合表4的规定。
表4 岩⽯强度评分表②岩体完整程度的评分应符合表5的规定。
③结构⾯状态的评分应符合表6的规定表6 结构⾯状态评分表④地下⽔状态的评分应符合表7规定。
隧道围岩级别划分和判定
隧道围岩级别划分与判定隧道围岩分级就是评定围岩性质、判断隧道围岩稳定性，作为选择隧道位置、支护类型的依据和指导安全施工。
1 国标《锚杆喷射混凝土支护技术规范》围岩分级1.1围岩分级围岩级别的划分应根据岩石坚硬性岩体完整性结构面特征地下水和地应力状况等因素综合确定并应符合表1.1规定。
注1 围岩按定性分级与定量指标分级有差别时一般应以低者为准。
2 本表声波指标以孔测法测试值为准如果用其他方法测试时可通过对比试验进行换算。
3 层状岩体按单层厚度可划分为厚层大于0 .5m中厚层0 .1~0 .5m薄层小于0 .1m4 一般条件下确定围岩级别时应以岩石单轴湿饱和抗压强度为准当洞跨小于5m，服务年限小于10 年的工程确定围岩级别时可采用点荷载强度指标代替岩块单轴饱和抗压强度指标可不做岩体声波指标测试5 测定岩石强度做单轴抗压强度测定后可不做点荷载强度测定。
3公路隧道围岩分级3.1公路隧道围岩分级围岩级别可根据调查、勘探、试验等资料、岩石隧道的围岩定性特征、围岩基本质量指标（BQ）或修正的围岩质量指标[BQ]值、土体隧道中的土体类型、密实状态等定性特征，按表3.1确定。
当根据岩体基本质量定性划分与（BQ）值确定的级别不一致时，应重新审查定性特征和定量指标计算参数的可靠性，并对它们重新观察、测试。
在工程可行性研究和初勘阶段，可采用定性划分的方法或工程类比方法进行围岩级别划分。
注：本表不适用于特殊条件的围岩分级，如膨胀性围岩、多年冻土等。
3.2围岩分级的主要因素公路隧道围岩分级的综合评判方法采用两步分级，并按以下顺序进行： (1)根据岩石的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。
(3)按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。
第三章 围岩分级及围岩压力
(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
20231009公路隧道围岩分级
公路隧道围岩分级一、公路隧道围岩分级隧道围岩分级可以作为隧道开挖方法选用的前提条件。
公路隧道围岩级别一共分了六级，分别用罗马数字I、II、III、IV、V、VI来表示。
根据围岩或土体的主要定性特征（包括坚硬程度和完整程度）以及围岩基本质量指标BQ来确定围岩的级别。
I级围岩。
定性特征：坚硬岩（饱和抗压极限强度Rb>60MPa）,岩体完整、巨块状或巨厚层状整体结构。
围岩基本质量指标BQ>550MPa0II级围岩。
定性特征：坚硬岩（R b>3OMPa）,岩体较完整，块状或厚层状结构；较坚硬岩，岩体完整，块状整体结构。
围岩基本质量指标BQ=550-451MPa,In级围岩。
定性特征：坚硬岩，岩体较破碎；较坚硬岩，岩体较完整；较软硬质岩，岩体较完整。
围岩基本质量指标BQ=450-351MPaoIV级围岩。
定性特征：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，岩体较完整-较破碎。
黄土（QI,Q2）。
围岩基本质量指标BQ=350-251MPa.V级围岩。
定性特征：较软岩，岩体破碎；软岩，岩体较破碎-破碎；极破碎的各类岩体。
黄土（Q3,Q4）（,围岩基本质量指标BQW250MPa.VI级围岩。
土。
技巧归纳：坚硬岩有I、II、III、IV这四种围岩级别，岩体完整的为I级围岩，岩体较完整的为∏级围岩，岩体较破碎的为III级围岩，岩体破碎的是IV级围岩；较坚硬岩有IMI1IV这三种围岩级别，岩体完整的是∏级围岩，岩体较完整是In级围岩，岩体较破碎-破碎是IV级围岩。
较软硬质岩，岩体较完整的为HI级围岩。
较软岩或软硬岩互层（软岩为主），岩体较完整的是IV级围岩。
又软又破的是V级围岩。
【例题单选】隧道围岩为坚硬岩，岩体较完整，块状或厚层状结构，其围岩基本质量指标BQ为550-451MPa,该围岩属于O级。
AIBIICIIIDIv【参考答案】首先坚硬岩只有I到IV级围岩，其次岩体较完整的是II级围岩，通过围岩基本质量指标BQ为550451进行验证，得出该围岩属于II级围岩，答案选【例题单选】隧道进出口段的围岩为较坚硬岩，岩体较破碎-破碎，镶嵌碎裂结构，则该洞口围岩为O级。
围岩基本分级
具压密或成岩作用的粘性土、粉土及砂类土，一般钙质、铁质胶结的粗角砾土、粗圆砾土、碎石土、卵石土、大块石土，黄土（Q1、Q2）
1.5~3.0
Ⅴ
软岩，岩体破碎至极破碎；
全部极软岩及全部极破碎岩（包括受构造影响严重的破碎带
一般第四系坚硬、硬塑粘性砾土、粗角砾土、细角砾土、粉土及黄土（Q1、Q2）
围岩基本分级
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
——
3.5~4.54
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；
较软岩或软硬岩互层，且以软岩为主，岩体较完整或较破碎；
1.0~2.0
Ⅵ
受构造影响很严重呈碎石、角砾及粉末、泥土状的断层带
软塑状粘性土、饱和的粉土、砂类土等
＜1.0（饱和状态的土＜1.5）
围岩分级的名词解释
围岩分级的名词解释围岩分级是指根据围岩的岩性、强度、稳定性等特征，对岩体进行分类和评价的一种方法。
围岩分级在岩体工程中具有重要的意义，它用于预测和评估围岩在工程中的稳定性和变形性能，为工程设计和施工提供科学依据。
1. 围岩分级的目的围岩分级的目的是根据不同的工程要求，对围岩进行合理划分，将围岩按照其岩性特征和力学性质进行分类，并针对不同类别的围岩制定相应的支护措施，以保障工程的安全稳定运行。
围岩分级的结果可作为工程设计和施工的指导依据，帮助工程师了解围岩的特性和行为，预测和控制围岩的变形和破坏。
2. 围岩分级的基本原则围岩分级的基本原则是根据围岩的物理性质、力学性质和稳定性进行划分。
通常基于以下几个方面进行评价：(1) 岩性特征：包括岩石的成分、结构、纹理、风化程度等，可以通过野外观察、室内试验和岩芯分析等手段获得。
(2) 强度特征：包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等，可以通过室内试验和现场实测获得。
(3) 稳定性特征：包括围岩的破裂形态、断裂带、岩体的开裂和变形情况等，可以通过现场观察和岩体力学测试获得。
此外，还可以考虑其他因素如不均匀程度、饱和度、地下水条件等对围岩性质和行为的影响。
3. 围岩分级的分类体系围岩分级的分类体系可以根据具体工程的需要而不同，常用的分类方法包括岩体强度分级、稳定性分级和岩石工程分类等。
(1) 岩体强度分级：根据围岩的强度特征进行划分，一般可分为高强度围岩、中等强度围岩和低强度围岩三个类别。
- 高强度围岩：抗压强度大于150 MPa的围岩，一般为坚硬的岩石如花岗岩、辉绿岩等，具有较好的稳定性和抗压能力。
- 中等强度围岩：抗压强度在50 MPa至150 MPa之间的围岩，一般为中等硬度的岩石如砂岩、页岩等，具有一定的稳定性和抗压能力。
- 低强度围岩：抗压强度小于50 MPa的围岩，一般为软弱的岩石如泥岩、灰岩等，具有较差的稳定性和抗压能力。
(2) 稳定性分级：根据围岩的稳定性特征进行划分，可以将围岩分为稳定围岩、不稳定围岩和潜在不稳定围岩三个类别。
围岩分级_精品文档
围岩分级摘要：围岩分级是岩土工程中的一个重要概念，用于评价和划分岩体的稳定性和质量等级。
本文将介绍围岩分级的概念和意义，并讨论围岩的分级方法和实践应用。
一、引言围岩是指工程中岩石层或岩体的周围围绕的岩土体。
在岩土工程中，围岩的稳定性和质量是评估工程可行性和安全性的重要指标之一。
为了进行详细的工程分析和设计，必须对围岩进行合理的分类和分级，以便准确评估其工程行为和风险。
二、围岩分级的概念和意义1. 概念围岩分级是将围岩按其稳定性、堆积特征、岩质特性等方面进行分类和评价的过程。
通过围岩分级可以了解和预测岩石的强度、断裂性质、围压性质等，从而为工程设计和施工提供准确的参考依据。
2. 意义围岩分级的意义主要体现在以下几个方面：- 提供科学依据：通过围岩分级可以对岩体的力学性质和工程行为有更全面、准确的了解，为工程设计提供科学依据。
- 风险评估：不同级别的围岩具有不同的稳定性和可靠性，分级后可以对围岩的潜在风险进行评估和管理，减少工程风险和损失。
- 施工措施：通过围岩分级可以为工程选择合适的施工方法和技术措施，提高施工效率和安全性。
三、围岩分级方法1. 直观分类法直观分类法是通过对现场岩体进行目测和观察，将围岩划分为不同的级别。
该方法简便快速，但主观性较强，容易受到个人经验和主观因素的影响。
2. 综合评价法综合评价法是将多个参数和指标综合考虑，结合岩石力学试验和现场观测数据，对围岩进行综合评价和分级。
这种方法较客观，但需要收集大量的数据和进行复杂的分析计算。
3. 统计学方法统计学方法通过对大量的岩体样本进行数据统计和分析，确定各种岩体参数的分布规律和概率，以推断围岩的分级。
这种方法能够客观地反映大数据背景下的围岩特性，但对数据的准确性和充分性要求较高。
四、围岩分级的实践应用围岩分级在岩土工程中具有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 工程设计围岩分级的结果可以为工程设计提供重要的参考依据，确定合适的施工方法、确定支护措施和设计安全系数等。
围岩级别划分
围岩级别划分
围岩级别划分是指根据岩层的稳定性、岩石的强度、岩石结构等因素对围岩进行分级分类。
一般可以根据围岩级别的划分来确定岩体的稳定性，从而选择合适的围岩支护方式和开采方法。
常见的围岩级别划分一般包括以下几个级别：
1. 优良岩：围岩稳定性高，岩石强度大，岩石结构完整，无明显的节理、裂隙和变形迹象。
一般地质条件下无需支护。
2. 良好岩：围岩稳定性较高，岩石强度较大，岩石结构较完整，节理、裂隙和变形迹象较少。
可以采用简单的支护方式，如锚杆、锚网等。
3. 中等岩：围岩稳定性一般，岩石强度较弱，岩石结构较不完整，节理、裂隙和变形迹象较多。
需要采用较强的支护和加固措施，如锚杆网片、锚索喷射混凝土等。
4. 差岩：围岩稳定性较差，岩石强度较弱，岩石结构破碎，节理、裂隙和变形迹象严重。
需要采取严格的支护和加固措施，如喷射混凝土、钢支撑等。
5. 极差岩：围岩稳定性极差，岩石强度极弱，岩石结构高度破碎，节理、裂隙和变形迹象非常严重。
需要采用特殊的支护和加固措施，如预应力锚杆、梁柱加固等。
围岩级别划分的目的是为了对不同类型的围岩进行合理的支护设计和工程施工，以确保开采过程的安全和高效性。
隧道围岩分级方法
隧道围岩分级方法隧道围岩分级是指根据隧道周围岩体的稳定性和工程性质，将围岩分为不同等级的方法。
隧道围岩分级是隧道工程设计和施工的重要环节，对于保证隧道的安全和可靠性具有重要意义。
本文将介绍几种常见的隧道围岩分级方法。
一、国际标准分级方法国际上常用的隧道围岩分级方法是根据围岩的强度和完整性将其分为不同等级。
具体分级如下：1. 优质围岩：岩石坚硬、完整，无节理、脆性岩石和软弱结构面，围岩的强度和完整性对隧道稳定性影响较小；2. 良好围岩：岩石较坚硬，有少量节理、脆性岩石和软弱结构面，但对隧道稳定性的影响较小；3. 一般围岩：岩石较软，有明显的节理、脆性岩石和软弱结构面，对隧道稳定性有一定影响，但可以通过支护措施来解决；4. 差围岩：岩石较软，节理、脆性岩石和软弱结构面较多，对隧道稳定性影响较大，需要采取较严格的支护措施；5. 极差围岩：岩石极为软弱，节理、脆性岩石和软弱结构面非常多，对隧道稳定性影响极大，需要采取最严格的支护措施。
二、岩体评价分级方法岩体评价分级方法是根据岩体的岩性、结构面和岩体完整度等因素来进行分级。
具体分级如下：1. 坚硬岩体：岩石坚硬，无明显的节理和裂隙，岩体完整度高；2. 中等硬度岩体：岩石硬度适中，有少量节理和裂隙，岩体完整度一般；3. 软弱岩体：岩石较软弱，有明显的节理和裂隙，岩体完整度较差；4. 脆性岩体：岩石易碎，有大量节理和裂隙，岩体完整度很差。
三、地质力学分级方法地质力学分级方法是根据围岩的力学性质来进行分级。
具体分级如下：1. 高固结岩体：岩石固结度高，抗压强度大，具有较好的稳定性；2. 中固结岩体：岩石固结度适中，抗压强度一般，稳定性一般；3. 低固结岩体：岩石固结度较低，抗压强度小，稳定性较差；4. 液化岩体：岩石易液化，稳定性极差。
四、岩体质量分级方法岩体质量分级方法是根据岩体的质量状况来进行分级。
具体分级如下：1. 优质岩体：岩体质量良好，无明显的质量问题；2. 良好岩体：岩体质量较好，有少量局部的质量问题；3. 一般岩体：岩体质量一般，有一些局部的质量问题；4. 差岩体：岩体质量较差，有较多的质量问题；5. 极差岩体：岩体质量极差，有很多的质量问题。
围岩分级方法
围岩分级方法引言：围岩分级是指对地下工程中的围岩进行分类和评价的方法。
围岩的稳定性和力学性质对地下工程的安全和可靠性具有重要影响。
围岩分级方法的选择和应用直接关系到地下工程的设计和施工。
本文将介绍几种常用的围岩分级方法。
一、岩性分类法岩性分类法是根据围岩的岩性特征将其分为不同的类别。
常见的岩性分类方法有地质学分类法和岩石力学分类法。
1.地质学分类法地质学分类法是根据围岩的成因、构造、岩石类型等地质特征将其分类。
按照地质学分类法，围岩可以分为火成岩、沉积岩和变质岩等。
这种分类方法适用于需要考虑围岩的地质演化历史和岩石类型对围岩性质影响的工程。
2.岩石力学分类法岩石力学分类法是根据围岩的力学性质将其分类。
根据围岩的强度、变形特性和破坏模式，可以将围岩分为坚硬岩、软弱岩和膨胀岩等。
这种分类方法适用于需要考虑围岩力学性质对工程稳定性的影响的工程。
二、围压分类法围压分类法是根据围岩的应力状态将其分为不同的类别。
围岩的应力状态对其稳定性和变形特性有显著影响。
常见的围压分类方法有弹性模量法和围岩应力比法。
1.弹性模量法弹性模量法是根据围岩的应变特性将其分为不同的类别。
围岩的弹性模量可以反映其刚度和变形能力。
根据弹性模量的大小，可以将围岩分为刚性岩和韧性岩。
这种分类方法适用于需要考虑工程荷载对围岩变形影响的地下工程。
2.围岩应力比法围岩应力比法是根据围岩的应力状态将其分为不同的类别。
围岩应力比可以反映围岩的应力水平和应力分布特征。
根据围岩应力比的大小，可以将围岩分为等应力围岩和非等应力围岩。
这种分类方法适用于需要考虑地下水对围岩稳定性影响的地下工程。
三、岩体结构分类法岩体结构分类法是根据围岩的结构特征将其分为不同的类别。
围岩的结构特征对其稳定性和变形特性有重要影响。
常见的岩体结构分类方法有节理裂隙分类法和岩体块度分类法。
1.节理裂隙分类法节理裂隙分类法是根据围岩的节理和裂隙特征将其分为不同的类别。
节理和裂隙对围岩的强度和变形特性有显著影响。
围岩等级划分.
3-1-1隧道围岩级别划分与判定隧道围岩分级就是评定围岩性质、判断隧道围岩稳定性，作为选择隧道位置、支护类型的依据和指导安全施工。
国内外现在的围岩分级方法有定性、定量、定性与定量相结合3种方法，且多以前两种方法为主。
定性分级的做法是，在现场对影响岩体质量的诸因素进行定性描述、鉴别、判断，或对主要因素作出评判、打分，有的还引入分量化指标进行综合分级。
以定性为主的分级方法，如现行的公路、铁路隧道围岩分级等方法经验的成分较大，有一定人为因素和不确定性，在使用中，往往存在不一致，随勘察人员的认识和经验的差别，对同一围岩作出级别不同的判断。
采用定性分级的围岩级别，常常出现与实际差别1～2级的情况。
定量分级的做法是根据对岩体性质进行测试的数据或对各参数打分，经计算获得岩体质量指标，并以该指标值进行分级。
如国外N.Barton 的Q分级，Z.T.Bieniawsks 的地质力学（MRM）分级、Dree的RQD值分级等方法。
但由于岩体性质和赋存条件十分复杂，分级时仅用少数参数和某个数学公式难以全面准确地概括所有情况，而且参数测试数量有限，数据的代表性和抽样的代表性均存在一定的局限，实施时难度较大。
影响围岩稳定的因素多种多样，主要是岩石的物理力学性质、构造发育情况、承受的荷载（工程荷载和初始应力）、应力变形状态、几何边界条件、水的赋存状态等。
这些因素中，岩体的物理力学性质和构造发育情况是独立于各种工作类型的，反映出了岩体的基本特性，在岩体的各项物理力学性质中，对稳定性关系最大的是岩石坚硬程度，岩体的构造发育状态、岩体的不连续性、节理化程度所反映的岩体完整性是地质体的又一基本属性。
国内外多数围岩分级都将岩石坚硬程度和岩体的完整程度作为岩体基本质量分级的两个基本因素。
1 国标《锚杆喷射混凝土支护技术规范》围岩分级1.1围岩分级围岩级别的划分应根据岩石坚硬性岩体完整性结构面特征地下水和地应力状况等因素综合确定并应符合表1.1规定。
围岩分级
❖ ❖
cw22.82Is0.5705
（3-4）
❖
实际上，与围岩稳定性直接有关的因素是岩体强度，但岩体强度一般
不容易直接测得，因此，在围岩分级中常引入岩体准抗压强度的概念，以
近似代替岩体强度。准抗压强度用岩体完整性系数KV与岩石单轴饱和抗压
强度σcw的乘积表示。岩体完整性系数除可按式 (3-2)确定外，从定性上 则可认为主要取决于岩体结构类型。因此，相同的岩石抗压强度相对于不 同岩体结构类型，其准抗压强度是不同的。目前，我国围岩分级中，也有 采用岩体准抗压强度作为分级指标，考虑到岩体完整性系数与岩体结构类 型相应，多数围岩分级也采用岩体结构类型与岩石单轴抗压强度的不同组 合来划分围岩类别。
第三章 围岩分级（类）及稳定性评价
3.1 概 述
围岩是指开挖地下空间后其周围产生应力重分布范围内的岩 土体，或指开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩土体。隧道 围岩的状态特征是各种各样的，如从松散软弱的土层到坚硬的 岩石地层，从完整的岩体到相当破碎的断层破碎带和强烈风化 岩体，又由于地下水及地应力的状况不同，都会因在其中开挖 出空间而表现出不同的稳定性。
❖ 3.2.2工程因素
❖ 1．地下空间的尺寸与形状 ❖ 2．隧道的埋深 ❖ 3．施工开挖及爆破方法 ❖ 4．支护结构及时间 ❖ 5．超挖回填
❖ 3.3国外围岩分级的研究发展
❖ 围岩分级（类），以及在此基础上对各类围岩的成洞条 件、开挖、支护要求作出评价，作为设计和施工的依据是国 外在20世纪40年代就很通用的方法。但是随着对岩体力学特 性认识的深入以及地下工程经验的积累和地下工程技术的发 展，围岩分级的原则和分级系统在不断的改进和完善。70年 代中期有很大进展，几种新的分类（如Q、RSR、RMR系统） 综合考虑了对岩体稳定性的影响因素，和岩体力学特性参数 有比较密切的结合，并与设计、施工有紧密的联系。这些分 类代表了新的发展方向，即岩体分类中的质量评价。
围岩分级
按照节理(裂隙)发育程度的不同又分为：节理不
发育、节理较发育、节理发育及节理很发育。 按照岩体风化程度的不同将围岩分为：风化轻微、 较重、严重、极严重四级。
岩体完整程度划分
完整程度 完整 结构面状态 结构类型 岩体完整性指数 结构面 1~2 组，以构造型节理或层面为主，密闭性 巨块状整体结构 >0.75 结构面 2~3 组，以构造型节理、层面为主，裂隙多呈密闭型， 较完整 块状结构 0.55~0.75 部分为微张型，少有充填物 较破碎 破碎 极破碎 结构面一般为 3 组，以节理及风化裂隙为主，在断层附近受 层状结构、块石 构造作用影响较大，裂隙以微张型和张开型为主，多有充填 碎石结构 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 碎石角砾状结构 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 散体状结构 全为泥质或泥夹岩屑充填，充填物厚度大 0.35~0.55
(3)岩石的力学性质 在整体结构的岩体中，控制围岩稳定性的主要因素是 岩石的力学性质，尤其是岩石的强度。一般来说，岩 石强度越高，洞室越稳定。 (4)围岩的初始应力场 围岩的初始应力场是地下工程围岩变形、破坏的根本 作用力，它直接影响围岩的稳定性。
(5)地下水状况 地下水对围岩的影响主要表现在： ①软化围岩； ②软化结构面； ③承压水作用。 2.工程活动所造成的人为因素 (1)地下洞室尺寸和形状 在同一级(类)围岩中，洞室跨度愈大，围岩的稳定性 就愈差；
0.15~0.35 ≤0.15
2.围岩基本分级及其修正 (1) 基本分级 《铁路隧道设计规范》将单、双线铁路隧道的围 岩划分为六级。 (2)隧道级别的修正 •地下水影响的修正 根据单位时间的渗水量可将地下水状态分为3级。
围岩等级划分标准
围岩等级划分标准
围岩等级划分为Ⅵ、Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ六个等级。
1、性质：规范将隧道围岩分成六级，分别是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ，数字越小的围岩性质越好。
2、Ⅰ类：岩石新鲜完整、构造影响轻微、节理裂隙不发育或稍发育，闭合且延伸不长，无或很少软弱结构面、断层带宽<0.1米，与洞向近正交、岩体呈整体或块状砌体结构。
3、Ⅱ类：岩石新鲜或微风化，受构造影响一般。
节理裂隙稍发育或发育。
有少量软弱结构面、层间结合差。
断层破碎带宽<0.5米、与洞向斜交或正交、岩体呈块状砌体或层状砌体结构。
4、Ⅲ类：岩石微风化或弱风化，受地质构造影响裂隙发育、部分张开充泥。
软弱结构面分布较多、断层破碎带<1米，与洞线斜交或平行、岩石呈碎石状镶嵌结构。
5、Ⅳ类：与III类同。
断裂及软弱结构面较多，断层破碎带<2米，与洞平行，岩体呈碎石状镶嵌结构，局部呈碎石状压碎结构。
6、Ⅴ类：散体：砂层滑坡堆积及碎、卵、砾质土。
7、围岩分级是指根据岩体完整程度和岩石强度等指标将无限的岩体序列划分为具有不同稳定程度的有限个类别，即将稳定性相似的一些围岩划归为一类，将全部的围岩划分为若干类。
在围岩分类的基础上再依照每一类围岩的稳定程度给出最佳的施工方法和支护结构设计。
8、围岩分类是选择施工方法的依据、是进行科学管理及正确评价经济效益、确定结构上的荷载（松散荷载）、确定衬砌结构的类型及尺寸、制定劳动定额、材料消耗标准等的基础。
第四章__围岩分级与围岩压力
充填物厚度大
层状结构、 块石碎石
结构
碎石角砾 状结构
散体状结 构
0.55～ 0.75
0.35～ 0.55
0.15～ 0.35
≤0.15
22
铁路隧道围岩分级
2.围岩基本分级及其修正
(1)基本分级 《公(铁)路隧道设计规范》隧道围岩划分为六级。 (2)隧道级别的修正
在这类分级法中，比较完善的是1974年挪威地质 学家巴顿(N.Barton)等人所提出的“岩体质量—Q”分级法。 Q与六个表明岩体质量的地质参数有关，表达如下：
Q RQD J r J w J h J a SRF
组合了6个参数： 岩石质量指标、节理组数目、节理粗糙度、 节理蚀变值、节理含水折减系数、应力折减系数。
隧道工程施工技术
1
第4章
围岩分级及围岩压力
第二节 围岩分级
一、概述
4.4.1 概述 ■研究隧道地质环境需要解决的两个问题（最佳的施工方 法和支护结构）。 ■可采用的方法有（经验方法和理论方法）。 ■我国目前的隧道工程处在（经验设计和经验施工）的阶 段。 ■经验法的依据就是隧道围岩稳定性ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ分级。 ■隧道围岩分级的基础条件是坑道开挖后的稳定性
与岩性有关的要素 地质构造有关的要素 与地下水有关的要素
6
与岩性有关的要素： 例如分为硬岩，软岩，膨胀岩。其分级指标是岩石强度和
变形性质等；例如掩饰的单轴抗压强度、岩石的变形模量或弹 性波速等 与地质构造有关的要素：
例如软弱结构面的分布与性态，风化程度等。其分级指标 采用岩石质量指标，地质因素评分法等。实际上就是对岩石完 整性和结构状态的评价。它是占有重要地位的！
围岩分级
公路隧道围岩分级
围岩级别围岩或土体主要定性特征围岩基本质量指标或修正的围岩基本质量指标
（MPa）
Ⅰ坚硬岩，岩体完整，巨整体状或巨厚层状结构＞550
Ⅱ坚硬岩，岩体较完整，块状或厚层状结构；
较坚硬岩，岩体完整，块状整体结构
550～451
Ⅲ坚硬岩，岩体破碎，巨块（石）碎（石）状镶嵌结构；
较坚硬岩或较软硬岩层，岩体较完整，块状体或中厚层
结构
450～351
坚硬岩，岩体破碎，碎裂结构；
较坚硬岩，岩体较破碎——破碎，镶嵌碎裂结构；
较软岩或软硬岩互层，且以软岩为主，岩体较完整——
较破碎，中薄层状结构
350～251
Ⅳ
土体：（1）压密或成岩作用的黏性土及砂性土；
（2）黄土（Q1、Q2）；
（3）一般钙质、铁质胶结的碎石土、卵石土、大块石土
较软岩，岩体破碎；
软岩，岩体较破碎～破碎；
极破碎各类岩体，碎、裂状，松散结构
≤250
Ⅴ
一般第四系的半干硬至硬塑的黏土及稍湿至潮湿的碎石
土，卵石土、网砾、角砾土以及黄土（Q3、Q4）。
非黏
性土呈松散结构，黏土及黄土呈松软结构
Ⅵ软塑状黏性土及潮湿、饱和粉细砂层、软土等
注：1.不适用于特殊条件的围岩分级，如膨胀性围岩、多年冻土等。
2.在工程可行性研究和初步勘测阶段，可采用定性划分的方法或工程类比的方法进行围岩级别划分。
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K
v2
2 v0
Rcs K v Rc ( 2 / 0 )Rc
2
表4-3-3 岩体抗压强度与弹性波速度之间的关系 类 别 A B C D 岩体弹性 波速度υ （km/s） 1.4~2.3 3.0～3.6 4.0~4.5 4.8~5.2 注：Rc=130MPa。 岩石弹性 波速度υ0 （km/s） 5.14 5.38 5.53 5.61 完整性系 岩体强度Rcs 数 Kυ （MPa） 0.06~0.17 0.29~0.39 0.51~0.65 0.73~0.83 8.1~21.8 37.2~50.7 66.0~83.8 95.0~112.0 Rcs(试验值) （MPa） 10.0~30.0 40.0～60.0 70.0~90.0 90.0~115.0
专题二 围 岩 分 级
第一节
基本概念
岩石
岩石是由矿物或岩屑在地质作用下按一定规 律聚集而形成的自然物体。
按成因分为3大类 岩浆岩:由岩浆冷凝而形成的岩石。 强度高、均匀性好
沉积岩：母岩在地表经风化剥蚀而产生的物 质，通过搬运、沉积和硬结成岩作用而形成的 岩石。 主要物质成分为颗粒和胶结物。胶结物成分 为钙质、硅质、铁质以及泥质。 钙质、硅质胶结的岩石强度高，泥质胶结的 强度低。 具有层理构造，表现为各向异性。 变质岩：岩浆岩、沉积岩甚至变质岩在地壳 中受到高温、高压及化学活动性流体的影响下 发生变质而形成的岩石。
力的不断变化所造成。
风化岩石按风化剧烈的程度分成若干级 (或
带)：风化极严重、风化严重、风化颇重、风 化轻微和未经风化五级。风化系统分为全风 化带、强风化带、半风化带、弱风化带和微 风化带(新鲜)五带。
岩体的初始应力状态
地应力 岩体在天然状态下所具有的内在应力，可称 之为岩体的初始应力，也有人叫它为地应力。 岩体的初始应力，主要是由于岩体的自重和 地质作用引起的。
S RF ——应力折减系数。
通过进一步的分析发现，RQD/Jh表示岩块的 大小；Jr/Ja表示岩块间的抗剪强度； Jw/SRF 表 示作用应力。所以岩体质量值Q实质上是岩块尺寸、 抗剪强度和作用力的复合指标。 综上所述，围岩分级有以下几方面发展趋势： 1.分级应主要以岩体为对象。 2.分级宜与地质勘探手段有机地联系起来， 这样才有一个方便而又较可靠的判断手段。 3.分级要有明确的工程对象和工程目的。 4.分级宜逐渐定量化。
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 结构类型 岩体完整性 指数 >0.75 0.55~0.75
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
按照节理( 裂隙 )发育程度的不同又分为：节理
不发育、节理较发育、节理发育及节理很发育。 按照岩体风化程度的不同将围岩分为：风化轻 微、较重、严重、极严重四级。
岩体完整程度应按表划分。
2.围岩基本分级及其修正 (1)基本分级
《铁路隧道设计规范》将单、双线铁路隧道的围 岩划分为六级。
(2)隧道级别的修正
σ P σ
C
H H I
E
A P
O
ε
O
P＇ H＇ I＇
ε
（三）三轴压缩下岩石的强度及变形特性 1.岩石的三轴压缩强度 可分为两种试验方式：主应力σ 1>σ 2=σ 3的 情况，称为常规三轴试验或称为三轴试验；
σ 1>σ 2>σ 3的情况称为真三轴试验。
用不同的σ 3，可得到不同的σ 尔包络线，
建议 >0.9 值
0.7
0.5
0.30 <0.15
岩体的强度： Rcs Rc 式中 Rc ——岩石试件强度；
——岩体构造削弱系数，其值见下表。
表 岩体构造对强度的削弱系数
岩 体 状 态 层厚大于1.0m，有1组裂隙，间距大于1.5m 层厚在0.5～1.0m之间，不超过2组裂隙，间距在1～ 1.5m之间 层厚在0.5～1.0m之间，不超过三四组裂隙，间距在 0.5～1.0m之间 层厚小于0.5m，裂隙少于6组，间距小于0.5m 层厚小于0.3m，裂隙少于6组，间距小于0.3m η的建议值 0.9 0.7 0.5 0.3 0.1～0.2
裂隙岩体的变形性质
下图分别画出了典型的岩石、软弱结构面和岩 体单轴受压时的应力—应变曲线。①压密阶段(OA) ②弹性阶段 (AB) ③塑性阶段 (BC) ④破裂和破坏 阶段(CD) 根据结构体和结构面的具体性态，岩体 的剪切变形可能有 3 种方式：①沿剪切面滑动 ② 结构面不参与作用，沿结构体岩石断裂 ③在结 构面影响下，沿岩石剪断
三、我国 铁路隧道围岩分级方法
目前铁路隧道围岩分级采用两种方法，即以围岩 稳定为基础的分级方法和按弹性波(纵波)速度的分 级方法。 (一)以围岩稳定性为基础的分级方法
1.围岩分级的基本因素 (1)岩石坚硬程度
根据单轴饱和极限抗压强度Rc分为5级， 即极硬岩、硬质岩、较软岩、软岩、极软 岩，如表。
(2)岩体的完整程度
如图所示。
τ(MPa)
100 50
0
100
200
σ(MPa)
2.影响三轴压缩试验结果的主要因素
(1)侧限压力(即围压)对岩石强度和变形的影响 岩石试件在高围压下表现出塑性 ( 或延性 ) 变形 的原因是：①附加压力往往使应力状态发生改变。 在一定的三向压力作用下，试件中斜面上的主应力 值变为压缩应力而不是拉伸应力，试件不可能发生 微裂隙，因而促使塑性变形的增加；②在高围压下， 使得早就存在的微裂隙密合；③在高围压下会改变 发生在变形过程中的物理性质，而这些性质的改变， 都是发生塑性变形的基础。
二、弹性波速度的分级方法
弹性波(纵波)速度与围岩级别的关系见表
岩石坚硬程度的划分
岩石 类别 硬 极硬 质 岩 岩 硬岩
较软 软 岩 质 软岩 岩 极软 岩 单轴饱和 抗压强度 Rc/MPa >60 30~60 15~30 5~15 <5 代表性岩石
花岗岩、闪长岩、玄武岩等岩浆岩； 硅岩、钙质胶结的砾岩及砂岩、石灰岩、白云岩 等沉积岩； 片麻岩、石英岩、大理岩、板岩、片岩等变质岩
σ
岩石
C 岩体 B A O 软弱结构面 ε D
第四节 围岩分级
一、概述 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 ( 这里所指的岩 体是土体与岩体的总称)。 在不同的岩体中开挖隧道后岩体所表现 出的性态是不同的，可归纳为充分稳定、基 本稳定、暂时稳定和不稳定四种。
各种围岩的物理性质之间存在一定的内在联 系和规律，依照这些联系和规律，可将围岩划分 为若干级，这就是围岩分级。围岩分级的目的是： 作为选择施工方法的依据；进行科学管理及正确 评价经济效益；确定结构上的荷载(松散荷载)； 给出衬砌结构的类型及其尺寸；制定劳动定额、 材料消耗标准的基础等等。 比较理想的分级方法是：①准确客观，有定 量指标，尽量减少因人而异的随机性；②便于操 作使用，适于一般勘测单位所具备的技术装备水 平；③最好在挖开地层前得到结论。应该说，到 现在还没有出现一种比较完美的方法。
(2)加载速率对岩石强度和变形的影响 (3)其它因素对岩石强度和变形的影响 3.三轴压缩下试件的破坏形式
岩石有三种基本破裂形式，即单轴或低围压下 的张破裂(a)，中等围压下的剪破裂（b）和高围压 下的延性变形破坏（c）。
θ
(a)
(b)
(c)
二、岩体力学性质
试验研究结果表明，裂隙岩体的强度随着裂
隙组数的增加明显减小，但当裂隙组数增加到一
岩体
由结构面与结构体共同组成的综合体 结构面：岩体中的软弱面，包括节理、层理、 片理、劈理、不整合、褶皱和、断层等。 结构体：被结构面切割成的岩块
第二节
地质特性
岩体的工程性质
岩体处于一定的天然应力作用之下 岩体的物理力学性质的不均匀性 由于生成岩体的物质来源、生成原因、周围 的环境以及生成后的构造作用极其复杂，所形
二、围岩的分类方法
(一)以岩石强度或岩石的物性指标为代
表的分级方法
1.以岩石强度为基础的分级方法 2.以岩石的物性指标为基础的分级方法 (二)以岩体构造、岩性特征为代表的分
级方法
1.泰沙基分级法 2.以岩体综合物性为指标的分级方法
(三)与地质勘探手段相联系的分级方法
1.按弹性波(纵波)速度的分级方法 2.以岩石质量为指标的分级方法——RQD方法 所谓岩石质量指标RQD是指钻探时岩芯复 原率，或称岩芯采取率，即单位长度钻孔中 10cm以上的岩芯占有的比例，可写为:
10cm以上岩芯累计长度 100 RQD(％) 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 S RF
式中
RQD ——岩石质量指标； Jh——节理组数目；
J r ——节理粗糙度；
J a ——节理蚀变值；
J w ——节理含水折减系数；
地下水影响的修正 地下水对围岩的影响主要表现在： 软化围岩 软化结构面 承压水作用 根据单位时间的渗水量可将地下水状态分为3 级，如表。 根据地下水状态对围岩级别的修正如表。
围岩初始地应力状态修正 根据围岩初始地应力状态，按表做出评估。 初始地应力对围岩级别的修正宜按表进行。 风化作用的影响 当围岩为风化层时应按风化层的围岩基本分 级考虑。 围岩仅受地表影响时，应较相应围岩降低 1~2级。
(二)单向应力状态下岩石的变形特征 1.单轴压缩时应力－应变曲线
σ
B类 A类
C类
ε
2.弹性模量 初始切线模量，平均切线模量和割线模量。