隧道围岩分级及其主要力学参数
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。
隧道工程
一、公路隧道围岩的分级1、一级围岩：坚硬岩，岩体完整，巨整体状或巨厚层状结构。
围岩基本质量指标大于550兆帕。
2、二级围岩：坚硬岩，岩体完整，块状或厚层状结构；较坚硬岩，岩体完整，块状整体结构。
围岩基本质量指标在550至451兆帕之间。
3、三级围岩：坚硬岩，岩体较破碎，巨块（石）碎石状镶嵌结构，较坚硬岩或较软硬岩石。
岩体较完整，快状体或中厚层结构。
围岩基本质量指标在450至351兆帕之间。
4、四级围岩：坚硬岩，岩体较破碎。
碎裂结构，较坚硬岩、岩体较破碎，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。
土体，压密或成岩作用的黏土及砂性土；黄土。
一般钙质、铁质胶结的碎石土、卵石土、大块石土。
围岩基本质量指标在350至251兆帕之间。
5、五级围岩：较软岩，岩体破碎；软岩，岩体较破碎至破碎；及破碎各类岩体，碎裂状，松散结构。
一般第四系的半干硬至重塑的黏土及稍湿至潮湿的碎石土，卵石土、网砾、角砾及黄土。
非黏土呈松散结构，黏土及黄土呈松软结构。
围岩基本质量指标小于等于250。
6、六级围岩：软塑状黏土及潮湿、饱和粉细砂层、软土等。
其中一级围岩为最好结构，六级围岩为最差结构。
二、围岩的初步判定1、隧道围岩的分级的综合评定方法宜采用两步分级，并按以下顺序进行：围岩分级分为初步分级和和详细分级。
其中初步分级为：定性（坚硬、完整）+定量。
详细分级为考虑修整因素的影响，修整定量。
修正因素为：有无地下水、软弱结构面，且有一组起控制作用。
是否存在高的初应力。
三、隧道的构成1、隧道主要由主体构造物和附属构造物构成。
其中主体构造物有分为：洞门和洞身衬砌。
附属构造物分为：通风、照明、安全措施、供配电、应急系统等。
2、不同的分类形式分为不同的种类：（1）按地层分类，分为岩石隧道、土质隧道。
（2）按所处位置分为，山岭隧道、城市隧道、水底隧道。
（3）按埋深长度分为，浅埋隧道和深埋隧道。
（4）按长度分为，短、中、长、特长。
岩石地基承载力及公路隧道围岩分级
岩石地基承载力及公路隧道围岩分级1 《公路桥涵地基与基础设计规范》：岩石地基承载力基本容许值[fα0]（kPa）见表1.4-1。
表1.4-1《公路桥涵地基与基础设计规范》(老)岩石的容许承载力[σ0](kPa)如表1.4-2。
2 《铁路工程地质勘察规范》（TB10012-2001）岩石地基基本承载力σ0（kPa）/（岩石地基极限承载力P u，kPa）见表1.4-3。
表1.4-33 《建筑地基基础设计规范》取消了有关承载力表的条文和附录，要求“勘察单位应根据试验和地区经验确定地基承载力等设计参数”。
以下按已作废的《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）附录五表5-1列出岩石承载力标准值(kf ，kPa)见表1.4-4。
表1.4-44 《贵州建筑地基基础设计规范》（DB22/45-2004）岩石地基承载力特征值af (kPa)见表1.4-5。
表1.4-5*：a f取用大于4000kPa时，应由试验确定。
软硬夹层或互层时，据《贵州建筑岩土工程技术规范》承载力确定：①当岩层产状水平或缓倾斜时：a. 基础直接置于软质岩上，按软质岩承载力确定。
b. 基础直接置于硬质岩土，可根据基础类型和硬质岩石夹软质岩石在基底下厚度，按表1.4-6确定。
表1.4-6注：B—扩展式或条形基础的宽度（m）D—桩墩式基础的基底直径(m)②当岩层产状陡倾斜或直立时，按下式计算确定：f az =f aR+k(f ay-f aR)式中：f az —软硬互层岩组的承载力特征值综合值f aR—软质岩的承载力特征值f ay —硬质岩的承载力特征值k—硬层在夹层或互层综合承载力中的贡献率k =［h y －(11n+)］/［1－(11n+)］式中：n —软岩层的承载力比值n= f ay / f aRh y —硬层的厚度比h y =d y /d∑d y —硬层厚度d∑—硬层与软层的总厚度上列f az计算式使用条件：a．n > 2；b．基础底面应力范围内无临空面；c．基础跨越且尺寸大于夹层或互层中单层的平面出露宽度三倍以上。
隧道围岩分级
铁路隧道围岩分级一、铁路隧道围岩分级类型根据《铁路隧道工程施工技术指南》铁路隧道围岩分级判定的内容将不同岩石性质和岩体结构的隧道围岩分为Ⅰ～Ⅵ六个基本级别。
铁路隧道围岩分级表注：表中“围岩级别”和“围岩主要工程地质条件”栏，不包括膨胀性围岩、多年冻土等特殊岩土。
二、围岩级别判定的一般步骤1、收集整理隧道场地的区域地质资料，分析研究设计图纸上详细的地勘报告，明确隧区主要的岩层、岩性、岩体构造、不良地质以及水文地质条件。
特别是要详细研究不良构造体和不良地质作用对隧道区围岩的岩石强度、岩体完整性的影响。
从整体上把握该区域工程地质条件。
2、按照编制的实施性超前地质预报组织进行隧道掌子面前方地质预测预报，并根据真实的预报结论分析判断掌子面前方的围岩情况。
一方面根据预报结论初步判断围岩基本分级的级别，并将其与设计时提供的围岩分级进行比对，另一方面作为围岩级别和支护方案变更的依据之一。
3、实时记录掌子面地质素描表和围岩级别判定卡中的内容，特别是要客观填写掌子面围岩的岩性指标、岩体完整性情况和地下水状况，这些指标均是作为围岩基本分级的理论依据。
如果难以明确围岩的地质条件，可通过实验和理论计算来确定围岩的各项力学性能和构造特点，来加以判断围岩级别。
4、根据得出的围岩岩性特征、构造特征以及其它相关资料并按照隧道围岩分级的标准进行围岩级别的判定。
三、围岩判定主要依据1、岩石的坚硬程度①从定性划分硬质岩包括坚硬岩和较硬岩，软质岩包括较软岩、软岩和及软岩。
坚硬岩:锤击声清脆，有回弹，震手，难击碎，基本无吸水反应。
代表性岩石如未风化～微风化花岗岩、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。
代表性岩石有1、微风化的坚硬岩石；2、未风化的大理岩、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，轻易击碎，浸水后指甲可刻出印痕。
隧道围岩判定等级划分方法
高速公路、铁路隧道围岩等级判定（文/萧整勇）一、前言随着我国高等级公路、铁路建设的迅猛发展，高速公路、铁路的隧道比也不断的增加，由于现阶段探测方法的不准确性，隧道围岩情况又复杂多变，隧道围岩判定、分类工作对指导隧道施工、调整工法和支护参数尤为重要。
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。
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，同时也是安全指导施工的有力保障。
汶马高速公路工程起于汶川县凤坪坝，止于马尔康市卓克基，是典型的第二阶梯（四川盆地）向第三阶梯（青藏高原）的过渡段。
公路沿线穿越了龙门山断裂带、米亚罗断裂带、松岗断裂带；汶马高速C14合同段的狮子坪1号隧道全长13.4公里，穿越了米亚罗断裂带，所穿越的主要岩性有变质砂岩、板岩、千枚岩等，地形地貌、水文地质条件极其复杂。
所以对狮子坪1号隧道掌子面围岩判定指导施工尤为重要。
二、隧道围岩级别判定工作流程隧道工程施工过程中需要进行隧道围岩级别判定的情况较多，这里指可能发生隧道围岩支护参数设计变更时进行的围岩级别判定工作。
由于其特殊性，隧道围岩级别判定一般采用五方现场会审制度（地质咨询、施工、监理、设计、业主）。
五方现场会审一般由业主组织，进行隧道围岩级别判定时由地质咨询方牵头会审，其他各方共同确认；进行支护参数确认时由设计方提出并经业主确认。
隧道围岩级别判定工作流程：预判-组织现场会审-审查工作-判定围岩级别-支护参数确认-签字确认。
三、隧道围岩级别判定工作方法隧道围岩判定一般采用定性和定量相结合的方法，按两步判定围岩分级：第一步通过测量或观察隧道围岩状况得到岩石硬度和岩体完整度的定量数值或定性结论，然后计算得到岩体基本质量指标BQ值或利用矩阵法查得围岩基本分级判定结论；第二步综合考虑其它影响岩体质量和稳定性的因素，选取地下水状况、软弱结构面、地应力三个因素进行围岩级别修正，同时结合隧道设计支护参数分等级的做法，以半级为单位进行修正。
隧道工程
一、公路隧道围岩的分级1、一级围岩：坚硬岩，岩体完整，巨整体状或巨厚层状结构。
围岩基本质量指标大于550兆帕。
2、二级围岩：坚硬岩，岩体完整，块状或厚层状结构；较坚硬岩，岩体完整，块状整体结构。
围岩基本质量指标在550至451兆帕之间。
3、三级围岩：坚硬岩，岩体较破碎，巨块（石）碎石状镶嵌结构，较坚硬岩或较软硬岩石。
岩体较完整，快状体或中厚层结构。
围岩基本质量指标在450至351兆帕之间。
4、四级围岩：坚硬岩，岩体较破碎。
碎裂结构，较坚硬岩、岩体较破碎，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。
土体，压密或成岩作用的黏土及砂性土；黄土。
一般钙质、铁质胶结的碎石土、卵石土、大块石土。
围岩基本质量指标在350至251兆帕之间。
5、五级围岩：较软岩，岩体破碎；软岩，岩体较破碎至破碎；及破碎各类岩体，碎裂状，松散结构。
一般第四系的半干硬至重塑的黏土及稍湿至潮湿的碎石土，卵石土、网砾、角砾及黄土。
非黏土呈松散结构，黏土及黄土呈松软结构。
围岩基本质量指标小于等于250。
6、六级围岩：软塑状黏土及潮湿、饱和粉细砂层、软土等。
其中一级围岩为最好结构，六级围岩为最差结构。
二、围岩的初步判定1、隧道围岩的分级的综合评定方法宜采用两步分级，并按以下顺序进行：围岩分级分为初步分级和和详细分级。
其中初步分级为：定性（坚硬、完整）+定量。
详细分级为考虑修整因素的影响，修整定量。
修正因素为：有无地下水、软弱结构面，且有一组起控制作用。
是否存在高的初应力。
三、隧道的构成1、隧道主要由主体构造物和附属构造物构成。
其中主体构造物有分为：洞门和洞身衬砌。
附属构造物分为：通风、照明、安全措施、供配电、应急系统等。
2、不同的分类形式分为不同的种类：（1）按地层分类，分为岩石隧道、土质隧道。
（2）按所处位置分为，山岭隧道、城市隧道、水底隧道。
（3）按埋深长度分为，浅埋隧道和深埋隧道。
（4）按长度分为，短、中、长、特长。
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。
隧道围岩分级[BQ]值内容及计算步骤讲解
![隧道围岩分级[BQ]值内容及计算步骤讲解](https://img.taocdn.com/s3/m/80eca059cfc789eb162dc85a.png)
隧道围岩分级[BQ]值内容及计算步骤讲解隧道围岩分级计算内容及步骤：一、根据本隧道试验对各岩层进行统计计算：（注：隧道取样时为了满足试验项目而要求取较完整的岩石，工程地质性质相对较好）根据《工程地质手册》关于岩体的单轴抗压：中风化：灰岩：Rc＝26.42-83.99MPa；二、根据钻孔波速测试成果及地震波速测试对各层进行统计计算：根据《工程地质手册》关于灰岩的纵波波速：中风化：灰岩：Vp＝2442-2990m/s，计算值Kv＝0.105-0.41；三、根据计算公式：Kv=（Vpm /Vpr）2BQ=90+3Rc+250Kv[BQ]=BQ-100(K1+K2+K3)综合考虑隧道围岩岩性、完整性、结构构造、节理裂隙发育情况、围岩埋深情况等，结合围岩定性划分，分段计算出围岩基本质量指标BQ值，并根据地下水、软弱结构面、高初始应力情况对围岩基本质量指标进行修正，计算出[BQ]值，详细评述如下：左线：1、ZK40+725-ZK40+807围岩主要为地表为①碎石：层厚 5.5-16.4米。
②3中风化灰岩：层理裂隙发育，Rc=27.32MPa，Vpm=2489m/s，计算Kv值为0.12，岩体节理裂隙发育，围岩富水性不均一，透水性较弱。
计算灰岩：BQ=90+3*27.32+250*0.12=201.96；综合分析，取较低值。
地下水修正系数K1＝0.5，无软弱结构面，不存在高应力，计算[BQ]＝201.96-0.5*100＝151.96；综合考虑围岩定性与定量指标，围岩级别定为Ⅴ级。
2、ZK40+807-ZK41+048围岩主要为中风化灰岩：节理裂隙较发育，岩石Rc=42.4 MPa，Vpm＝2637m/s；计算Kv值为0.31。
岩体节理裂隙较发育，渗透性弱。
计算灰岩：BQ＝90+3*42.4+250*0.31＝294.7；综合分析，取较低值。
地下水修正系数K1＝0.30，无软弱结构面，不存在高应力，计算[BQ]＝294.7-0.3*100＝264.7；综合考虑围岩定性与定量指标，围岩级别定为Ⅳ级。
隧道围岩类别划分与判定(试题学习)
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。
铁路隧道围岩分级
附录一铁路隧道围岩根本分级一、围岩根本分级〔一〕分级因素及其确定方法应符合以下规定：1.围岩根本分级应由岩石坚硬程度与岩体完整程度两个因素确定；2.岩石坚硬程度与岩体完整程度，应采用定性划分与定量指标两种方法综合确定。
〔二〕岩石坚硬程度可按附表1—1划分。
附表1—1 岩石坚硬程度划分〔三〕岩体完整程度可按表附表1-2划分。
〔四〕围岩根本分级可按表附表1-3确定。
附表1—2岩体完整程度划分附表1-3 围岩根本分级二、隧道围岩分级修正〔一〕隧道围岩级别修正应符合以下规定：1.围岩级别应在围岩根本分级根底上，结合隧道工程特点，考虑地下水状态、初始地应力状态等必要因素进展修正。
2.地下水状态分级宜按表附表1-4确定。
附表1-4 地下水状态分级3.地下水对围岩级别修正，宜按表附表1-5进展。
附表1-5 地下水影响修正4.围岩初始地应力状态，当无实测资料时，可根据隧道工程埋深、地貌、地形、地质、构造运动史、主要构造线与开挖过程中出现岩爆、岩芯饼化等特殊地质现象，按附表1-6评估。
附表1-6 初始地应力场评估基准注：RC为岩石单轴饱与抗压强度〔MPa〕；σmax为最大地应力值〔MPa〕。
7进展。
附表1-7 初始地应力影响修正注：①围岩岩体为较破碎极硬岩、较完整硬岩时定为Ⅲ级；围岩岩体为完整较软岩、较完整软硬互层时定为Ⅳ级；②围岩岩体为较破碎极硬岩、较破碎及破碎硬岩时定为Ⅳ级；围岩岩体为完整及较完整软岩、较完整及较破碎较软岩时定为Ⅴ级。
6.隧道洞身埋藏较浅，应根据围岩受地表影响情况进展围岩级别修正。
当围岩为风化层时，应按风化层围岩根本分级考虑；围岩仅受地表影响时，应较相应围岩降低1～2级。
〔二〕施工阶段隧道围岩级别判定宜按附表1-8判定卡进展。
附表1-8 施工阶段围岩级别判定卡。
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隧道围岩的分级是为了根据围岩的稳定性和工程施工的难易程度来评估和选择合适的隧道支护措施。
通常情况下，根据围岩的稳定性划分为稳定、中等稳定和不稳定三个等级。
然而，在实际工程中，为了更准确地描述围岩的特征和力学性质，还需要考虑其他一些参数。
主要的力学参数包括围岩的强度和变形性质。
围岩的强度是指围岩所能承受的应力大小。
常见的围岩强度参数包括抗压强度、剪切强度、抗拉强度和抗冻强度等。
抗压强度是指围岩在受到垂直于应力方向的压力时能够承受的最大应力。
剪切强度是指围岩在受到剪切应力时能够承受的最大应力。
抗拉强度是指围岩在受到拉伸应力时能够承受的最大应力。
抗冻强度是指围岩在低温环境下能够承受的冻融循环引起的冻胀应力。
围岩的变形性质是指围岩在受到外应力作用时发生的变形特征。
主要的围岩变形参数包括岩石的弹性模量、泊松比、渗透性和可塑性等。
弹性模量是指围岩在受到应力作用时产生的弹性变形与应力之间的关系。
泊松比是指围岩在承受剪切应力时体积变化与横向应变之间的比值。
渗透性是指围岩中流体（如水）的渗流能力。
可塑性是指围岩在受到应力作用时会发生塑性变形。
除了强度和变形性质，还有一些其他重要的力学参数需要考虑，例如围岩的断裂韧性、应力-应变关系、岩石物理性质等。
断裂韧性是指围岩发生断裂时所能吸收的能量。
应力-应变关系描述了岩石在受到应力作用时的变形特征。
岩石的物理性质包括密度、孔隙度、吸湿性等，对围岩的稳定性和工程施工也有重要影响。
综上所述，隧道围岩的分级需要考虑围岩的稳定性和施工难易程度，并且主要的力学参数包括围岩的强度和变形性质。
这些参数的评估和掌握有助于选择合适的隧道支护措施，并且确保隧道的稳定和安全施工。
隧道围岩分级(表)
坚硬程度
完整程度
基本质量指标（BQ）
备注
分级
Ⅰ
坚硬岩（Rb＞60MPa）
岩体完整，巨块状或巨厚层状整体结构
＞550
1.以上分级不适用于特殊条件下的围岩分级（如膨胀性围岩、多年冻土等）
2.在工程可行性研究和初步设计阶段，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
Ⅱ
坚硬岩（Rb＞30MPa）
岩体较完整—较破碎，中薄层结构
土体
1.压密或成岩作用的粘性土及砂性土
2.黄土（Q1，Q2）
3.一般钙质、铁质胶结的碎、卵石土、大块石土
Ⅴ
较软岩
岩体破碎
＜250
软岩
岩体较破碎—破碎
极破碎的各类岩体
碎、裂状，松散结构
土体
1.一般第四系的半干硬—硬塑粘性土
2.稍湿—潮湿的一般碎、卵石土、圆砾、角砾土
3.黄土（Q3，Q4）
2.围岩基本质量指标（BQ）修正因素：
（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）存在高初始应力
3.围岩分级中，岩石坚硬程度、岩体完整程度，两个基本因素的定性划分和定量指标，及其对应关系应符合有关规定
岩体较完整，块状或厚层状结构
451~550
较坚硬岩
岩体完整，块状整体结构
Ⅲ
坚硬岩
岩体较破碎，巨块（石）碎（石）状镶嵌结构
351~450
较坚硬岩或较软硬质岩
岩体较完整，块状体或中厚层状结构
Ⅳ
坚硬岩
岩体破碎，碎裂（石）结构
251~350
较坚硬岩
岩体较破碎—破碎，破碎镶嵌结构
较软岩或软硬岩互层，且以软岩为主
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。
隧道围岩分级(表)
（3）存在高初始应力
3.围岩分级中，岩石坚硬程度、岩体完整程度，两个基本因素的定性划分和定量指标，及其对应关系应符合有关规定
隧道围岩分级
坚硬程度
完整程度
基本质量指标（BQ）
备注
分级
Ⅰ
坚硬岩（Rb＞60MPa）
岩体完整，巨块状或巨厚层状整体结构
＞550
1.以上分级不适用于特殊条件下的围岩分级（如膨胀性围岩、多年冻土等）
2.在工程可行性研究和初步设计阶段，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
Ⅱ
坚硬岩（Rb＞30MPa）
4.非粘性土呈松散状，粘性土及黄土呈松软结构
Ⅵ
土体
1.软塑状粘性土
2.潮湿、饱和粉细砂层、软土等
围岩分级判断方法
1.两步分级：
（1）初步分级：
1)定性：岩石坚硬程度和岩体完整程度的特征
2)定量：岩体基本质量指标（BQ）
（2）详细分级：
1)在岩体基本质量分级的基础上，考虑修正因素的影响
2)按修正后的岩体基本质量指标（BQ），结合岩体定性特征综合评判，确定围岩的详细分级
岩体较完整—较破碎，中薄层结构
土体
1.压密或成岩作用的粘性土及砂性土
2.黄土（Q1，Q2）
3.一般钙质、铁质胶结的碎、卵石土、大块石土
Ⅴ
较软岩
岩体破碎
＜250
软岩
岩体较破碎—破碎
极破碎的各类岩体
碎、裂状，松散结构
土体
1.一般第四系的半干硬—硬塑粘性土
2.稍湿—潮湿的一般碎、卵石土、圆砾、角砾土
3.黄土（Q3，Q4）
岩体较完整，块状或厚层状结构
隧道围岩分级方法—围岩分级各项指标(隧道施工课件)
(2)岩体的完整程度
主要是指围岩被各种结构面切割成单元体的特征 及其被切割后的块度大小。它是评价围岩稳定程 度最直接、最重要的指标。 为了衡量围岩的完整程度要考虑的因素：
➢按照软弱面的产状、贯通性以及充填物的情况， 可将围岩分为：完整、较完整、较破碎、破碎、 极破碎。
移显著，持续时间长，成洞性差
评估基准 Rc/σmax <4
4~7
初始地应力影响的修正
初始地应力状
态
Ⅰ
极高应力
Ⅰ
高应力
Ⅰ
围岩级别
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅱ
Ⅲ或Ⅳ*
Ⅴ
Ⅵ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ或Ⅴ**
Ⅵ
•风化作用的影响
隧道洞深埋深较浅，应根据围岩受地表的影响情 况进行围岩级别修正。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。
示为
Q= RQD Jr Jw
Jn Ja SRF
式中，RQD为岩石质量指标；Jn为节理组数 目；Jr为节理粗糙度；Ja为节理蚀变值； Jw为节 理含水折减系数；SRF为初始应力折减系数。
(2)我国总参工程兵坑道工程围岩分类中所采用 的岩体质量指标Rm和应力比S。
Rm =Rc Kv Kw KJ
式中，Rc——岩石单轴饱和极限抗压强度； Kv——岩体完整性系数，岩体愈完整，取
动过大易坍塌
软质岩(Rc＝5~30MPa)：受地质构造影响轻重，节理较发育；层 状岩层为薄层、中层或厚层，层间结合一般
呈大块状砌体结构
硬质岩(Rc>30MPa)：受地质构造影响很严重，节理很发育；层 状软弱面(或夹层)已基本被破坏
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。
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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。
Rc——岩石单轴饱和抗压强度、定性质与岩石的对应关系，一般Rc＞60MPa——坚硬岩，Rc=60～30 MPa为较坚硬岩；Rc=3 0～15MPa为较软岩；Rc=15～5MPa软岩；Rc＜5Mpa极软岩。
也可用Rc=22.82Is(50)，Is(50)——岩石点荷载强度指数。
这里不多说。
三、岩质围岩的完整度的定性划分
这是根据岩体的结构状况来定性划分
1、完整：节理裂隙，不发育，节理裂隙1-2组，平均间距>1.0m 层面结合好，一般。
2、较完整：节理裂隙，不发育，节理裂隙1-2组，平均间距1.0m
但层面结合差。
但完整节理裂隙较发育，节理裂隙2-3组，平均间距1.0-0.4m之间层面结合一般。
呈块状或厚层状结构。
3、较破碎：a节理裂隙较发育，2-3组，平均间距1-0.4m，层间结合面差，裂隙块状或中厚层状结构；b.节理裂隙发育，组数≥3，平均间距0.4～0.2m，层间结合面好或者一般，多半是-1的断层，中、薄层状结构。
4、破碎：a.节理裂隙发育，≥3组，平均间距0.4～0.2m，层间结合面差，裂隙为块状结构；b.节理极发育，间距≥3组，平均间距≤0.2m，层间结合面差，碎裂状结构。
5、极破碎：节理裂隙极发育，组数是无序的，结合很差散体状结构。
下面简单谈Kv值与岩体完整定性值的对应关系。
Kv值是针对不同的工程地岩组或岩性段，选择代表性的点、段测定围岩弹性纵波速度，并在同一围岩段取样，测定岩石弹性纵波速度。
Kv=(V Pm/V Pr)2，式中V pm——评价区域岩体的弹性纵波速度(Km/S), Vpr——评价区域弹性岩面的弹性波纵波速度（Km/s），Kv>0.75为完整。
0.75-0.55为较完整，0.55-0.35为较碎，0.35-0.15为破碎，<0.15为极破碎，如无Kv值，也可用岩体完整程度定性值的对应关系求得见下表
计算式Jv=N1/L1+N2/L2+……+Nn/Ln+S k=1/d1+1/d2+……+1/dn+S k
式中：Jv－岩体体积节理数(条/m3)
N1…Nn－同组结构面的数目
L1…Ln－垂直于结构面的测线长度(m)
d1…dn－各节理面间距
S k－每立方米非成组面节理条数。
除成组节理外，对延伸长度大于1m的分散节理亦应予统计。
已为硅质、铁质、钙质充填再胶结的节理不予统计等。
四、土质围岩分级定性指标
1、粘土质围岩
坚硬扰动后能用手捏成饼，边上多裂口。
硬塑、可塑、软塑，扰动后两手相压土成饼状，粘于手掌，揭掉后掌中有湿痕。
流塑扰动后手捏后有明显湿痕并土粘于手上。
（可作液塑限试验和天然含水量，得出液性指数，可鑑定坚硬，硬塑、可塑、软塑、流塑等。
2、砂质土围岩和碎石土围岩
松散主要表现于天然的坡不能形成徒坎。
稍密、中密，用镐挖能成形，但稳定时间不长，易坍塌。
密实，呈徒坎状，能立。
镐开挖出凹凸形状不易塌。
水对围岩稳定有着重要影响。
饱和度来分稍湿、潮湿、饱和，有野外工地实际，一看就明白了。
饱和度Sr=(Vw/Vv)×100%，Vw－为
水所占的体积，Vv－为孔隙部分所占的体积。
简单述下，砂质土围岩潮湿程度，定量质与定性值对应关系
五、围岩分级方法
公路隧道岩质围岩是通过地质调查勘察试验…等等方法和手段。
根据取得围岩定性特征和基本质量指标(BQ)进行基本质量分级(BQ) －岩质围岩的基本质量指标，这是作为定量分析所用，暂不多述。
地下水状态影响修正，一般淋雨状或涌流状水（水压<0.1Mpa或单位出水量<10L/min），在Ⅲ～Ⅳ级围岩降半级（包含亚级）（水压>0.1Mpa，或单位出水量>10L/min），在Ⅲ、Ⅳ围岩中，一般降一级，这是指岩质围岩还要视具体状况而定，岩层的产状、倾角初始地应力等对围岩稳定是有一定的影响，这里不多述了。
1、岩质围岩一般分为Ⅰ～Ⅴ级，有时可分为亚级，现在我仅对Ⅱ～Ⅴ级基本定性分级。
Ⅱ级围岩－坚硬岩，岩体较完整，块状或厚层状结构，较坚硬岩岩体完整，块状或整体结构。
Ⅲ级围岩－坚硬岩：较破碎，结构面较发育，结合一般，整体结构或镶嵌碎裂结构或裂隙块状结构。
较坚硬岩：岩体完整或较破碎，结构面较发育，结合好，块状结构。
较软岩：岩体完整，结构面不发育，结合好或一般整体状或巨厚层状。
Ⅳ级围岩－坚硬岩，岩体破碎，结构面极发育，结合面一般或差，碎裂状结构：较坚硬岩：结构面发育结合好或一般，镶嵌碎裂结构。
较软岩：岩体完整，结构面较发育，结合好或一般块状结构。
软岩：岩体完整，结构不发育，结合好或一般，整体状或巨厚状结构。
Ⅴ级围岩：坚硬岩及较坚硬岩，岩体破碎，结合面不好，较软岩：结构面发育，碎裂状结构或散体状结构，结合一般或差，极软岩(Rb=0～5Mpa)，结构面不发育或结构面较发育，但结合面较好。
2、粘质土围岩基本指标定性分级，一般分Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级。
Ⅳ级为坚硬密实粘质土、黄土，液性I L≤0，Ⅴ级从坚硬～硬塑～可塑液性指数I L 0～0.75，一般坚硬，天然密度硬塑状粘质土、可塑状粘质土、黄土。
Ⅵ级为软塑~流塑状粘土，近软塑状及天然密度低，可塑状粘质土。
3、砂质土围岩基本指标定性分级
Ⅳ级：密实，压实或成岩作用砂质土，如定量，按标准贯入击数，N>30。
Ⅴ级：密实~中密~稍密，压密状态，稍湿至潮湿或胶结程度较好的砂质土，标准贯入锤击数10~30。
Ⅵ级：松散潮湿，呈饱和状态的粉细沙土等砂质土。
4、碎石土围岩基本指标定性分极方法
Ⅳ级：密实，一般钙质、铁质胶结的碎石土，卵石土，大块石土。
Ⅴ级：密实~中密~稍密，稍湿至潮湿且较松散的碎石土、卵石土、
圆砾、角砾土。
特别对于土质围岩水的影响是大的。
具体情况具体对待予以评定。
对于目前我们主要隧道都是大跨度，开挖跨度大，Ⅱ、Ⅲ级围岩可基本能自稳，Ⅳ、Ⅴ级都有可能发生大、中、小塌方。
（大塌方——塌方高度>6m，塌方体积100m3，中塌方——塌方高度3~6m，塌方体积30~100m3，小塌方——塌方高度<3m，塌方体积<30m3）。
按此在本段施工，对Ⅳ、Ⅴ级围岩更要注意安全。