工程岩体分类分级.ppt
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
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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%
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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
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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
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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
岩土工程分类与分级
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岩土工程分类与分级
水理性质
•吸水率：常压条件下，岩石吸入水分的质量与干 燥岩石质量之比。
•饱水率：高压或真空条件下，岩石吸入水分的质 量与干燥岩石质量之比。
•饱水系数：岩石的吸水率与饱水率的比值。其值 越大，岩石的抗冻性越差。
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岩土工程分类与分级
变质岩 • 工程性质与其原岩密切相关。
• 动力变质岩的力学强度和抗水性均较差。 • 片理构造使岩石具有各向异性特征。
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岩土工程分类与分级
•二、 岩体及岩体结构
岩石（Rock）: 具一定结构构造的矿物集合体。
岩体（Rock mass）：
包含各种结构面的地质体。岩体的工程性质 首先取决于结构面的性质,其次才是组成岩体的 岩石性质。
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岩土工程分类与分级
力学性质
• 强度指标： 抗压强度(compressive strength)： 岩石单向受压时抵抗破坏的能力。 抗拉强度(tensile strength)：
• 岩石单向受拉时抵抗破坏的能力。 抗剪强度(shear strength)：
• 岩石抵抗剪切破坏的能力。
•强度特性
•最主要是抗剪强度
•c
m
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•
图 7—12 岩体抗剪强度包络线
•1－结构面强度线；2－岩块强度线；3－岩体强度包络线变化范围 岩土工程分类与分级
•四、岩石和岩体的工程分类
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。
5.3 ZSL我国工程岩体分级标准
§5.3 我国工程岩体分级标准（GB50218-94）主要内容：一、GB50218-94 分级标准的制定二、工程岩体分级的基本方法三、工程岩体分级标准的应用四、工程岩体分级举例重点：GB50218-94 分级的基本方法。
难点：分级指标的确定。
1、前面主要内容回顾分类目的、原则、指标（考虑的因素）代表性分类：岩块工程分类①迪尔和米勒的双指标分类②岩块强度分类，R c 、I s (50)③岩块质量系数S 分类岩体工程分类①岩体质量指标RQD 分类②岩体地质力学分类—RMR 分类（和差模型）③Barton 隧道围岩分类—Q 分类（积商模型）2、我国岩体分级分类的概况、存在的问题70年代以来，各部门相继制定了一些分类标准，这些分类原则、标准、测试方法等不尽相同，无可比性。
一、GB 50218-94 分级标准的制定21s cs tw cw E σE σS ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=3、分级标准(BQ标准)制定的原则、目的、方法BQ标准在总结现有各行业分类标准的基础上，编制统一分级标准。
分级的目的为评价工程岩体稳定性。
分类与分级的差别。
分类无序，分级则有序。
BQ标准采用定性与定量相结合的方法，分级过程中，定性与定量同时进行对比检验最后综合评定级别。
定性与定量的优劣。
定性体现经验，定量反映试验。
工程岩体—是指与岩石工程有关的岩体。
岩石工程就是岩体工程，即对岩体利用、治理、改造的工程。
它是工程建筑的一部分。
GB50218-94分级标准属于综合性分类。
4、BQ标准的分级因素各类工程岩体受力状态不同，破坏形式多样，稳定标准不同，如何兼顾各类工程的特点？BQ标准，分析研究众多分类方法及大量工程实践和岩石力学试验研究成果，按照共性提升的原则，将决定各类工程岩体质量和稳定性的基本共性抽出来，即考虑：①岩石作为材料存在的属性—岩石坚硬程度②岩石作为地质存在的属性—岩体完整程度为衡量各类工程岩体稳定性高低的基本尺度，作为分级的基本因素，进行岩体基本质量分级。
岩体分类与方法ppt课件
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)
6
RMR Ri i 1
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，
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。
4
2.按岩体完整性分类
a.按岩石质量指标 RQD 分类 （Rock Quality Designation）
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
级次
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
0.2~0 Ⅴ
岩体类别 非常好 好
较好 不好 非常不好
8
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。
9
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
10
3.按岩体综合指标分类－1
① 岩体的地质力学分类（CSIR分类)
21
22
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）
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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。
岩石风化程度及岩体分级
岩石风化程度及岩体分级
一、《工程岩体分级标准》（GB50218-94）
岩石单轴饱和抗压强度（Rc）与定性划分的岩石坚硬程度的对应关系
二、《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）
附录A
2、风化系数为风化岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比；
3、岩石风化程度，除按表列野外特征和定量指标划分外，也可根据当地经验划分；
4、花岗岩类岩石，可采用标准贯入试验划分，N≥50为强风化，50＞N≥30为全风化，N＜30为残积土。
5、泥岩和半成岩，可不进行风化程度划分。
1、Ⅰ类岩体为软岩、较软岩时，应降为Ⅱ类岩体；
2、当地下水发育时，Ⅱ、Ⅲ类岩体可视情况降低一档；
3、强风化岩和极软岩可划为Ⅳ类岩体；
4、表中外倾结构面系指倾向与坡向的夹角＜30°的结构面；
5、岩体完整程度按附表A－2确定。
五、《公路工程地质勘察规范》（JTJ024-98）
）
六、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002
七、《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）附录H 岩体风化带划分
八、《水力发电工程地质勘察规范》（GB50287-2006）
附录F 岩体风化带划分
风化程度划分。
工程岩体分级标准 (四)
3岩体基本质量的分级因素3.1分级因素及其确定方法3.1.1岩体基本质量应由岩石坚硬程度和岩体完整程度两个因素确定。
3.1.2岩石坚硬程度和岩体完整程度，应采用定性划分和定量指标两种方法确定。
3.2.1岩石坚硬程度，应按表3.2.1进行定性划分。
岩石坚硬程度的定性划分表3.2.1工程岩体分级标准（三）3.2.2岩石坚硬程度定性划分时，其风化程度应按表3.2.2确定。
岩石风化程度的划分表3.2.23.3 岩体完整程度的定性划分3.3.1 岩体完整程度，应按表3.3.1进行定性划分。
岩体完整程度的定性划分表3.3.1注：平均间距指主要结构面（1～2组）间距的平均值。
3.3.2 结构面的结合程度，应根据结构面特征，按表3.3.2 确定。
结构面结合程度的划分表3.3.23.4定量指标的确定和划分3.4.1岩石坚硬程度的定量指标，应采用岩石单轴饱和抗压强度（R C）。
R C应采用实用测值。
当无条件取得实测值时，也可采用实测的岩石点荷载强度指数（IS（50））的算值，并按下式换算：RC＝22.82I（3.4.1）3.4.2岩石单轴饱和抗压强度（R C）与定性划分的岩石坚硬程度的对应关系，可按表3.4.2表确定。
R C与定性划分的岩石坚硬程度的对应关系表3.4.23.4.3 岩体完整程度的定量指标，应采用岩体完整性指数（K v）。
K v应采用实测值。
当无条件取得实测值时，也可用岩体体积节理数（Jv ），按表3.4.3确定对应的Kv值。
J v与K v对照表表3.4.33.4.4岩体完整性指数（K v）与定性划分的岩体完整程度的对应关系，可按表3.4.4确定。
K v与定性划分的岩体完整程度的对应关系表3.4.43.4.5 定量指标K v、J v的测试，应符合本标准附录A的规定。
工程岩体分级标准（四）4岩体基本质量分级4.1基本质量级别的确定4.1.1岩体基本质量分级，应根据岩体基本质量的定性特征和岩体基本质量指标（BQ）两者相结合，按表4.1.1确定。
隧道围岩分级ppt课件
在高的初始应力场条件下，围岩级别应适当降低。
SUI DAO GONG CHENG
隧 ⑸ 地下水的影响
道 工
程 ● 软化围岩；
● 减少层间摩阻力促使岩块滑动；
● 具膨胀性的围岩，遇水后产生膨胀等。
SUI DAO GONG CHENG
2、人为因素
隧
道
工
⑴ 隧道形状和尺寸
石英岩 150-350 10-30 50-60 20-60 石灰岩 50-200 5-20 35-50 10-50
SUI DAO GONG CHENG
片麻岩 50-200 5-20 30-50 3-5 白云岩 80-250 15-25 35-50 20-50
板 岩 60-200
7-15
45-60
2-20
土石块 归入土类
d为 裂 缝 间 距
松散状
松软状
⑵ 结构面性质和空间组合
隧
道
● 性质
工
程
1) 结构面的成因；
2) 结构面的光滑程度；
3) 结构面的物质组成；
4) 结构面的规模；
5) 结构面的密集度。
SUI DAO GONG CHENG
●空间组合
指结构面的相互位置状态。
问题： 软弱结构面有怎样的害处？ 什么是不利空间组合？
单轴抗拉强度、剪切强度等等。
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。
SUI DAO GONG CHENG
岩块的抗压强度通常是采用标准试件在压力机上加轴向
荷载，直至试件破坏。如设试件破坏时的荷载为Pc（N），
隧 横断面面积为A(mm2)，则岩石的单轴抗压强度Rc(MPa)为：
07岩土工程地质分级与分类
GM
粉土质砾
35
GBJ145-90 砂类土的分类
土代 号 SW
土类
粒组含量 Cu≥5且 Cc=1～３ 不同时满足上 述标准
土名称 级配良好 砂 级配不良 砂 含细粒土 砂 粘土质砂 粉土质砂
36
砂
细粒含量 <5%
SP
含细粒 土砂 细粒土 质砂
细粒含量5%～15% 细粒为粘土 细粒为粉土
SF SC SM
40
5.我国主要特殊土的基本特性
42
5.我国主要特殊土的基本特性
（1）黄土 ①黄土的成因和分布 黄土是第四纪干旱和半干旱气候条件下形成的一种特殊沉积物。颜 色多呈黄色、淡灰黄色或褐黄色。黄土按成因分为原生黄土和次生黄土。 原生黄土经过流水冲刷、搬运和重新沉积而形成的为次生黄土 。 ②黄土的成分和结构 i）黄土的颗粒组成 黄土以粉土(0.075－0.005)为主，平均含量达50％以上。这一粒级 又可分为细砂、粉土和粘粒。 ii）黄土的矿物成分 粗矿物一般为次棱角状到棱角状，表面比较新鲜，较少受到风化； 细粒矿物以伊利石、蒙脱石为主。 ⅲ）黄土的化学成分 黄土的化学成分与黄土的矿物成分和风化有关。主要有Si02、A1203、 CaO，其次为Fe2O3、MgO和K20，此外尚含微量分散元素。 黄土中的易溶盐类以碳酸盐为主，氯化物和硫酸盐次之。 iv）黄土的结构特征 黄土孔隙率高达40％－50％，除粒间小孔外，黄土中还发育各种特 有的大孔隙，如虫孔、植物根孔、裂隙、封闭空洞和巨大的潜蚀空洞等， 使黄土具有特殊的工程地质性质－湿陷性。一般地层越老，孔隙率越低； 坡积、残积黄土的孔隙率比冲积黄土高。
29
ii)粒度成分的累计曲线 土颗粒组成特征应根据土的级配指标的不均匀系数(Cu)和 曲率系数(Cc)确定： d60——限定粒径：土样中小于该粒径的土粒重量占土粒总重量的 60%； d10——有效粒径：土样中小于该粒径的土粒重量占土粒总重量的 10%； d30：土样中小于该粒径的土粒重量占土粒总重量的30%。
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
结构面组合关系的分析可用赤平投影、立体投影 和三角几何计算法等进行。
四、结构体特征
• 结构体(structural element)指岩体中被结构面切 割围限的岩石块体。它不同于岩块的概念。
• 结构体的规模取决于结构面的密度，密度愈小，结 构体的规模愈大,与结构面对应,划分为五级。
• 常用块度模数（单位体积内的Ⅳ级结构体数) 或结 构体体积来表示结构体规模。
13(12(tC gjj ct3gt)gsij)n2
（二）结构面的连续性
• 结构面的连续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。
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
程度有关 • 结构面的剪切刚度，
随法向应力的增大 而增大，随结构面 的规模增大而降低。
二、岩体变形参数的测定及变形曲线类型
原位岩体 变形试验
静力法 动力法
承压板法 钻孔变形法 狭缝法 水压洞室法 单(双)轴压缩试验法 声波法 地震波法
• 静力法的基本原理：在选定的岩体表面、 槽壁或钻孔壁面上施加法向荷载，并测 定其岩体的变形值；然后绘制出压力-变 形关系曲线，计算出岩体的变形参数。
第一章岩石的性质及其工程分级
——从地壳中切取出来的小块体，不包含软弱面（岩体中的地质 遗迹、层理、节理、断层、裂隙面），近似认为各向同性的连续介 质。
第四页，共75页
1.1概述
（4）弱面 ——层理、节理、断面及裂隙面与所研究岩体的岩块比较,具有 强度低、易变形的特点,称为弱面。
岩体与岩块的差异： 岩体的强度小，岩块的强度大； 岩块的各向同性与岩体的各向异性。
• 1.3.2 岩石强度理论 • 1.3.3 岩石的硬度 • 1.3.4 岩石的可钻性与可爆性
第二十二页，共75页
第二十三页，共75页
1.3.1 岩石的变形特征
• 1）岩石的弹性和塑性
•
岩石受力后既可能出现弹性变形，也可能出现塑性变形，
而且弹性变形和塑性变形往往同时出现。
•
岩石的弹性是指在力的作用下，岩石改变形状和体积，
第十一页，共75页
1.2.1 岩石的相对密度和密度
1）相对密度(曾称比重)
岩石的相对密度是指岩石固体实体积(不包括孔隙体积)的质量与同体积 水的质量的比值。
计算公式为：
式中：
G d
VcW
d —岩石的相对密度(无量纲量);
G—绝对干燥时体积为VC的岩石质量，g； VC—岩石固体实体积(不包括孔隙体积) ，cm3； ρW—水的密度，g／cm3。
岩石名称 胀碎系数K
表 1—2 几种岩石的碎胀系数
砂、砾石 1.05~1.2
砂质粘土 1.2~1.25
中硬岩石 1.3~1.5
坚硬岩石 1.5~2.5
第十九页，共75页
1.2.4 岩石的碎胀性
（3）影响碎胀系数大小的因素
岩石的物理性质、破碎后的块度大小及其排列状态。
（4）残余碎胀系数K' —岩石破碎后经过压实的总体积V1 '与原岩破碎前整体状态
工程岩体分类分级
6
A
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。
《工程岩体分级标准》指出：岩石的坚 硬程度与完整程度所决定的岩体基本质量， 是岩体所固有的属性，是区别工程因素的 共性。岩石的坚硬程度与完整程度，应采 用定性划分与定量指标两种方法确定。
（1）岩体基本质量的定性划分方法
按岩体坚硬程度的定性划分如表1-7所示
按岩体完整程度的定性划分如表1-8所示
14
A
3
A
工程岩体分类
工程岩体分类现状：
按其所涉及的 因素多少分
单因素分类法 多因素分类法
按其目的分
综合性
专题性
4
A
按岩石质量指标RQD分类
用直径大于或等于75mm的金刚石钻头和双层岩 芯管在岩石中钻进，连续取芯，将长度在10cm （含 10cm）以上的岩芯累计长度占钻孔总长度的百分比， 称为岩石质量指标RQD
7
A
表1-2
岩体地质力（RMR）分类表——分类参数及评分值
A
8续表1-2Fra bibliotek表1-3岩体地质力学（RMR）分类表——按节理方向修正评分值
9
A
表1-4 岩体地质力学（RAR）分类表——按总评分值确定的岩体级别及岩体质量评价
表1-5
节理走向和倾角对隧道开挖的影响
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。
岩土工程地质分级与分类-PPT
沉积年代
老粘土 一般粘性土
塑性指数
粉质粘土
新近沉积的粘性土
粘土
34
我国主要特殊土的基本特性
黄土 红粘土 软土 膨胀土 冻土 盐渍土
35
1、黄土的成因
气候条件：第四纪干旱和半干旱气候
颜色：多呈黄色、淡灰黄色或褐黄色
成因分类
原生黄土：不具层理 次生黄土具有层理，并含有砂砾和细砾。
天然状态下土质坚硬、压缩性小、强度较高
下更新世Q1 中更新世Q2
老黄土大孔结构已退化，一般仅在黄土的上部有轻微 的湿陷性，或在大压力下有湿陷性；而离石黄土分布 普遍，厚度为50—70m，在黄河中游最厚可达170m。
40
马兰黄土 10万—0.5万 新黄土
晚更新世Q3
Q41黄土 5000年以内 全新世早期Q4
马兰黄土Q41黄土土质相近，均匀、疏松，大孔和 虫孔发育，具垂直节理，有较强烈的湿陷性，与工 程建设关系最为密切。
61
软土的工程性质
触变性
流变性
高压缩性
低强度
低透水性
不均匀性
62
触变性 当原状土受到振动以后，破坏了结构连接，降低了土
的强度或很快地使土变成稀释状态。 流变性
软土除排水固结引起变形外，在剪应力作用下，土体 还会发生缓慢而长期的剪切变形。
63
高压缩性 软土是属于高压缩性的土，压缩系数大，反映在建
45
7.2 土的工程分类
2、红粘土的定义 碳酸盐岩系出露区的岩石，经红土化作用形成的棕
红、褐黄等色的高塑性粘土称为红粘土。其液限一般大 于50，上硬下软，具明显的收缩性，裂隙发育。经再搬 运后仍保留红粘土基本特征，液限大于45小于50的土称 为次生红粘土。
第六章 岩体的工程地质性质及其分类
由以上试验结果可知：
（1）岩体的变形模量比岩块的小，而且受结构面发育 程度及风化程度等因素影响十分明显。
（2）不同地质条件下的同一类型的岩体，其变形模量 相差较大。
（3）试验方法不同、压力大小不同，得到的岩体变形 模量不同。 岩体与岩块比：弹性摸量E小，峰值强度低，残余强度低， 各向异性显著，相同荷载下的变形大。
岩体的变形是岩块变形和结构变形的总和。结构变形通 常包括结构面闭合、充填物的压密及结构体转动和滑动等变 形。
岩体变形=岩块变形+结构面闭合+充填物压缩+其他变形 在一般情况下，岩体的结构变形起着控制作用。 一、岩体变形试验及其变形参数确定
岩体的变形试验包括静力法和动力法两大类：
1. 基本方法 （1）静力法
β
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β间的关系为：
由上式可知：当围压σ3不变时，岩体强度(σ1－σ3) 随结构面倾角β变化而变化。
四 连续性 结构面的连续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。如下图所示，可按下式计算。
（1）抗剪断强度 ——是指在任一法向应力下，岩体沿新鲜岩石剪 切破坏时能抵抗的最大剪应力。 （2）抗剪强度 ——是指在任一法向应力下，岩体沿已有破裂面 剪切破坏时的最大应力。 （3）抗切强度 ——是指剪切面上的法向应力为零时的抗剪断强 度。
五 密度 结构面的密度反映结构面发育的密集程度。 1、线密度(Kd) 指结构面法线方向单位测线长度上交切结 构面的条数(条/m)。 2、间距(d) 指同一组结构面法线方向上两相邻结构面的 平均距离。
Kd与d互为倒数关系
结构面间距分级表
岩石力学课件---7.岩体综合调查及分类
4、按岩体完整性系数Kv（龟裂系数）分类
V pm Kv V pr
2
式中：Vpm、Vpr—岩体、岩石弹性纵波速度（m/s)。
Kv 完整程度 >0.75 完整 0.75~0.55 较完整 0.55~0.35 较破碎 0.35~0.15 破碎 <0.15 极破碎
5、按岩芯质量指标（RQD）分类
倾角 不考虑 450～900 200～450 450～900 200～450 450～900 200～450 走向 很有利 有利 一般 不利 很不利 一般 一般
考虑不支护隧道的自稳时间
分类号 平均自稳 时间 岩体的黏 聚力(kPa) 岩体内摩 擦角 Ⅰ 15m跨， 20年 >400 >450 Ⅱ Ⅲ Ⅳ 2.5m跨， 10h 100~200 150～250 Ⅴ 1m跨， 30min <100 <150
在实际工程中，结合各组结构面的产状 和数量，权衡各优势结构面组对工程稳定性 的影响，在可能的情况下，选择最适宜的巷 道走向，减少支护和维护费用。
四、结构面间距的统计规律
（一）结构面间距的概念
真间距：两条结构面之间的垂直距离。 视间距：沿测线两相邻结构面之间的距离。
（二）优势结构面组的间距统计分析
Priest和 Hudson（1976）对英国的许多沉积岩调查分析发现， 对于给定的不连续面间距x, 其频率（单位长度内不连续面的条 数），可由函数 f(x) 确定： x
主要表现在岩石的强度和变形性质方面。 2、岩体的完整性
岩体完整性取决于不连续面的组数和密度。
如结构面频率、间距、岩心采取率、RQD以及完整 性系数等定量指标。
这些定量指标是表征岩体工程性质的重要参数。
第五章工程岩体分类
第五章⼯程岩体分类第五章⼯程岩体分类第⼀节分类的⽬的与原则为了便于异地试验成果、施⼯经验及研究成果的交流，合理地进⾏岩体⼯程的设计、施⼯，保证⼯程的安全和稳定，需要进⾏岩体分类。
岩体复杂、理论不完善、靠经验。
从定性和定量两个⽅⾯来评价岩体的⼯程性质，根据⼯程类型及使⽤⽬的对岩体进⾏分类，这也是岩体⼒学中最基本的研究课题。
⼀、分类的⽬的（1）进⾏岩体质量评价，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和参数。
（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。
⼆、分类原则（1）有明确的岩体⼯程背景和适⽤对象。
（2）尽量采⽤定量参数或综合指标，以便于⼯程技术计算和制订定额时采⽤。
（3）分类的级数应合适，⼀般分五级为宜。
（4）分类⽅法与步骤应简单明了、分类参数容易获取、分类中的数字便于记忆和应⽤。
（5）根据适⽤对象，选择考虑因素。
选择有明确物理意义、对岩体质量和危岩稳定性有显著影响的分类因素。
趋势：“综合特征值”分类法。
即，多因素综合考虑，以及定量与定性、动态与静态相结合进⾏分类。
三、分类的控制因素⼯程岩体分类⽅法虽然多达⼏⼗种，但通常在分类中起主导和控制作⽤的有如下⼏⽅⾯因素：（1）岩⽯材料的质量（强度指标）岩⽯强度是岩体固有的承载能⼒天然属性．是评价⼯程岩体稳定性的重要参数。
表⽰岩⽯强度的参数，通常由室内岩块试验获得，包括岩⽯的抗压强度、抗拉强度和杭剪强度等。
岩⽯的单轴抗压强度试验简单、参数直观、便于记忆、使⽤⽅便、符合⼯程岩体分类原则，因此⼏乎所有的⼯程岩体分类都⽤岩⽯的单轴抗压强度作为分类指标。
（2）岩体的完整性，结构⾯产状、密度、声波等。
通过对岩体性质的学习可知，岩体的完整性取决于岩体内结构⾯的空间分布状态、分布密度、开度、充填状态及其充填物质的特性等因素。
它直接影响岩体⼯程质量的优劣和⼯程围岩的整体稳定性，所以岩体完牲性的定量指标是表征岩体⼯程性质的重要参数。
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按岩体坚硬程度的定性划分如表1-7所示 按岩体完整程度的定性划分如表1-8所示
14
15
16
表1-9 表1-10 Iv与定性划分的岩石完整程度的对应关系
RQD
10cm(
含10cm）以上的岩芯 钻孔长度
累计长度 100%
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。
BQ 90 3CW 250IV
a当cw 90Iv 30时，以cw 90Iv 30和Iv代入上式求BQ值 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 性将岩体划分为五级如表1-12所列
20
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。
2 .8
2 I0.75 S(50)
18
岩体完整程度定量指标的确定与划分
岩体完整度定量指标，采用实测岩体完整
I ( ml ) 2 cl
性系数Iv确定。
当无条件取得 Jv 实测值时，可选择有代表 性的露头或开
挖面，对不同的工程地质岩组进行节理裂隙统计，计算岩
体体积节理数
Jv
Hale Waihona Puke (条/m3 )Jv
S1
S2
17
（2）岩体基本质量定量指标的确定与划分 岩体坚硬程度定量指标的确定与划分
岩石坚硬程度定量指标，采用实测岩石
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
强度指数 IS(50) 进行换算，IS(50) 是指直径50mm圆 柱形试件径向加压时的点荷载强度。
cw2
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 BQ值，作了不同工程岩体分级的定量依据。
因此，对工程岩体BQ值修正值按下式计算
BQ BQ 100(K1 K2 K3)
根据修正值BQ进行工程岩体分级仍按表1-12进行各级 岩体的物理力学参数和岩体自稳定能力按表1-16确定。
边坡工程岩体详细定级时，应按不同坡度考虑地下水、 地表水、初始应力场、结构面间的组合、结构面的产状与 边坡面之间的关系等因素对边坡岩体级别的影响修正。
22
表1-12
岩体基本质量分级
23
表1-13
I ( ml )2 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：岩石的坚
3
工程岩体分类
工程岩体分类现状：
按其所涉及的 因素多少分
单因素分类法 多因素分类法
按其目的分
4
综合性 专题性
按岩石质量指标RQD分类
用直径大于或等于75mm的金刚石钻头和双层岩 芯管在岩石中钻进，连续取芯，将长度在10cm （含 10cm）以上的岩芯累计长度占钻孔总长度的百分比， 称为岩石质量指标RQD
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。
特点：充分考虑岩体中各种结构的地质成因， 突出岩体的工程地质特性。岩体的强度指标采用 岩块的饱和单轴抗压强度值来衡量。
Sn
Sk
表1-11
实测岩体体积节理数
J
与岩体完整性指数
v
I
对应表
v
Jv (条/ m3)
Iv
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（3）岩体基本质量分级
岩体基本质量分级应根据岩体的定性特征和岩体基本 质量指标BQ两者共同确定。 岩体基本质量指标BQ的确定。岩体基本质量指标BQ以 103个典型工程为抽样总体，采用多元逐步回归和判别分 析法建立岩体基本质量定量指标之间的关系式
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
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表1-15 初始应力状态影响修正系数K3 表1-16 各级岩体物理力学参数和围岩自稳定能力表
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9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2020/11/92020/11/9Monday, November 09, 2020
工程岩体分类与分级
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
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。
7
表1-2
岩体地质力（RMR）分类表——分类参数及评分值
8
续表1-2
表1-3
岩体地质力学（RMR）分类表——按节理方向修正评分值
9
表1-4 岩体地质力学（RAR）分类表——按总评分值确定的岩体级别及岩体质量评价
表1-5
节理走向和倾角对隧道开挖的影响
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。