岩石力学---第8章 工程岩体分级.
岩石力学---第8章 工程岩体分级
工程性质主要取决于结构面的性质和分布状态以及其间的充填
物性质。
工程岩体分类的参考影响因素
4. 岩体及结构面的风化程度。风化程度越高，岩体越破 碎，强度越低 。 5. 地下水的影响。渗流，软化，膨胀，崩解，静、动水 压力等。 6. 地应力。地应力难于测定，它对工程的影响程度也难 于确定，因此，其影响一般在综合因素中反映。
20
12
6
0
（5）取决于地下水状态的岩体评分值R5
每米隧道的涌水 节理水压力与最 量（L/min） 大主应力的比值 无 <10 10～25 25～125 0 <0.1 0.1～0.2 0.2～0.5
总的状态
完全干燥 潮湿 湿 有中等压力水， 滴水 有严重地下水 问题，流水
评分值
15 10 7 4
>125
RQD Jn Jr Ja Jw SRF
为岩体的完整性；
表示结构面的形态、充填物特征及次生变化程度； 表示水与其他应力存在时对岩体质量的影响。
（1）节理组数影响（Jn)
（2）节理粗糙度影响（Jr)
（3）节理蚀变程度影响（Ja)
（4）裂隙水影响（Jw)
根据Q值，可将岩体分为9类，如图：
地下开挖当量直径：
6. 国标（GB50218-94) BQ分级 (1) 工程岩体分级的基本方法 ◆ 按岩体基本质量指标BQ进行初步分级 ◆ 根据天然应力、地下水和结构面方位等对BQ进行 修正 ◆ 按修正后的［BQ］进行详细分级 ① 确定岩体基本质量
《标准》认为岩石的坚硬程度和岩体完整程度决定
岩体的基本质量。岩体基本质量好，则稳定性好； 反之，稳定性差。
<250
0.4～0.6
0.1
0.2～0.3
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）
23
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。
岩土工程地质分级与分类 (2)
面。
表7.20
第二十八页，课件共72页
土的分类标准（GBJ-90）
地基土的分类
（5）人工填土即人为作用形成的土。常见的人工填土有素填土、压实填土、杂 填土和冲填土。素填土可含各种土。杂填土是各种垃圾混杂形成的人工土， 这些垃圾可能是工业废料，也可能是城市垃圾物。冲填土是水力作用形成的 ，如河堤和江堤挖沙、挖淤形成的土。
第十四页，课件共72页
一、土的工程分类概述
土的分类原则
➢以成因、地质年代为基础的原则
因为土是自然历史的产物，土的性质受土的成因（包括形成环境）与形成年 代控制。
➢是工程特性差异的原则
土的分类体系采用的指标要在一定程度上反映不同类工程用土得不同特性， 即同类土的工程性质最大程度相似，异类土的工程性质显著差异。
第ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ七页，课件共72页
二、土的工程分类方案简介
土的分类标准（GBJ-90）
3. 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Cc数确
定并应符合下列规定
第十八页，课件共72页
二、土的工程分类方案简介
土的分类标准（GBJ-90）
4. 细粒土应根据塑性图分类塑性图的横坐标为土的液限纵坐标为塑性指数
第三十三页，课件共72页
（一）黄土
黄土高原的自然景象
第三十四页，课件共72页
（一）黄土
黄土的分类
➢按成因分：原生黄土和次生黄土
➢按形成年代分：老黄土和新黄土
➢按湿陷性分：湿陷性黄土和非湿陷性黄土
第三十五页，课件共72页
（一）黄土
黄土的分类
——按生成年代分类
岩体的基本力学性能与分级标准
岩体的基本力学性能与分级标准一、岩体破坏形式挠曲、剪切、拉伸及压缩等四种形式。
二、岩体变形特征（一）岩体应力一应变曲线分析岩体中存在各种裂缝和空隙，因此在受载的开始阶段体积减小，但到一定的阶段体积又增大。
根据目前的试验研究，可把岩体受力后产生变形和破坏的过程分为四个阶段，其应力应变曲线见图1-21<.（I）压密阶段。
该阶段是受力的更杂多裂隙岩体首先出现的（图1-21中I）。
其变形主要是非线性的压缩变形，表现为应力应变曲线呈凹状缓坡。
（2）弹性阶段。
岩体经过压密后，可认为是连续介质。
如果继续加载就进入弹性阶段（图1-21中II）。
该阶段的主要特点是，岩体中的结构体开始承载和变形，岩体变形的主要组成部分是弹性变形。
即变形随载荷的增加基本上按比例增长，表现为应力应变曲线呈直线型。
（3）塑性阶段。
如果继续加载当应力达到屈服点以后，岩体变形就进入塑性阶段（图1-21中III）。
该阶段的主要特点是以沿结构面滑移变形为主的剪切滑移变形，伴随着结构体的变形，开始出现微破裂并逐渐增加，出现扩容、应变强化等现象。
（4）破坏阶段。
如岩体承受的载荷不断增长，其变形增长率也不断增大，当应力达到极限强度时,岩体会沿着某些破损面滑动,于是就从塑性阶段进入破坏阶段（图卜21中IV）。
其特点是，应力应变曲线基本上缓慢下降，标志着岩体处于破裂积累阶段，当积累到一定程度后，岩体才失去稳定而发生完全破坏。
此时，岩体内不仅出现因原有裂缝的扩展而发展的新裂缝，并且出现因结构体转动以及结构面滑移所产生的内部空洞，因而，岩体体积较之前大大膨胀，其纵向变形也由于岩体开始破坏而大为增加。
图1-21岩体成力应变曲线I-转化点；2-屈服点；3-极限强度（二）影响岩体变形的因素（1）岩体结构的影响①整体结构岩体：岩体的应力应变曲线与其组成岩石的变形曲线类似，但纵、横向变形都比岩石大，这是由于岩体内部包含较多微裂隙，体积远大于其结构岩块的缘故。
②层状结构岩体：岩体的变形特征具有明显的各向异性。
关于岩体分级的介绍
岩体是指与工程相互影响、相互作用的地质体，其基本单元为不同大小、不同形状、被结构面分割的岩块，也称为岩石。
因此，岩体的分级应该考虑岩石的坚硬程度、把岩体分割成为岩块的结构面的发育程度、地下水的情况及地应力的情况等因素。
岩石的坚硬程度主要与岩石组成成分性质类别有关，也与其受风化营力作用的程度有关。
一般的建筑工程场地，其下伏基岩变化不大，很少从一类基岩突然跨越到另一类基岩。
因此，在同一工程场地内，研究由于岩石风化造成的强度差异有着重要的工程使用意义。
1.岩体的基本特征分析2.1.岩石风化程度鉴别分析地壳表层的岩石，在太阳辐射、大气、水和生物等的风化营力的作用下，发生物理和化学的变化，使岩石崩解破碎以至逐渐分解的作用，称为风化作用［4］。
通俗地讲，岩石的风化程度就是指其“腐烂”程度，只与岩石本身蚀变程度有关，与其是否受构造影响无关。
岩石逐渐被风化内在变化上表现为结构变化和矿物成分变化，风化程度越高，其结构被破坏的程度越强。
矿物成分的变化首先体现在节理面有次生矿物生成，随着风化程度的加强，岩石的矿物成分也有显著变化。
以板岩为例，微风化板岩结构致密均匀，中等风化板岩结构较致密，强风化板岩结构较为疏松，并且矿物成分也有着显著变化。
一般板岩的矿物成分组成见表1，从表1 中分析得出: 中、微风化板岩与强风化板岩的矿物成分有着较大的差别，中、微风化板岩中尚没有粘土矿物生成，而强风化板岩中则有较多的次生粘土矿物高岭石生成，并且含量达到了28. 1%。
从矿物含量分析中还可以看出，强风化板岩中玉髓( Cha) 石英( Q) 、长石和绿泥石的的含量分别比微风化板岩减少了13. 1%、9. 3%、10. 2% ，比中等风化板岩减少了6. 6%、3. 2%、15. 2%。
其中，长石和绿泥石的减少主要是由于风化作用转变成了化学程式组成更为稳定的高岭石。
岩石风化后结构变疏松，因此外在变化上主要表现为裂隙增多，工程勘察时钻进方式和速度都有所不同。
工程岩体分级标准 pdf
工程岩体分级标准通常基于岩体的物理力学性质、完整性、结构特征、地质构造等因素进行划分。
具体的分级方法和标准可能因国家、地区和行业而异。
以下是一种常见的工程岩体分级标准：
1.优良岩：具有较高岩体强度、较低岩体透水性和良好稳定性的岩体。
主要特征包括岩体坚硬、致密，具有较高的抗压强度和抗拉强度；岩体中没
有大的裂隙和节理，裂隙和节理的发育程度低，不易扩展；岩体透水性较低，渗透能力小。
2.一般岩：岩体强度和稳定性一般，具有一定的透水性。
主要特征包括岩体较坚硬，但可能存在一些小的裂隙和节理；岩体的抗压强度和抗拉强度
适中；岩体透水性一般，需要注意渗流问题。
3.差岩：岩体强度较低，稳定性差，透水性较强。
主要特征包括岩体较软弱，裂隙和节理发育，易扩展；岩体的抗压强度和抗拉强度较低；岩体透
水性较强，存在较大的渗流问题。
4.极差岩：岩体非常软弱，稳定性极差，透水性极强。
主要特征包括岩体呈松散状或破碎状，无法形成稳定的结构体；岩体的抗压强度和抗拉强度
非常低；岩体透水性极强，存在严重的渗流和漏水问题。
需要说明的是，这只是一种大致的工程岩体分级标准，具体的分级方法和标准还需根据工程实际情况和地质勘察资料进行综合判断。
同时，在工程设计和施工中，还需要针对不同的岩体级别采取相应的工程措施，以确保工程的安全性和稳定性。
请注意，在实际应用这些分级时，可能需要依靠更详细的测试和评估，例如使用比尼奥斯基分类法等方法，并可能需要结合工程地质勘察和岩体测试的结果来确定最终的岩体工程质量。
岩土工程分类与分级课件
•岩土工程分类与分级
•9
• 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。
•岩土工程分类与分级
•10
二、 岩体及岩体结构
• 岩石（Rock）:
•岩土工程分类与分级
•3
• 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。
面因素：
（1）岩石材料的质量（强度指标）。
（2）岩体的完整性，结构面产状、密度、声波等。 （3）水理状态（软化、冲蚀、弱化） （4）地应力 （5）其它因素（自稳时间、位移率）
其中：岩性是最重要因素 返回
•岩土工程分类与分级
•23
4、几种代表性的分类方案
《岩土工程勘察规范》(GB50021－2001)
5%<有机质含量<10%时,称有机质土; 10%<有机质含量<60%时,称泥炭质土; 有机质含量>60%时,称泥炭。
•岩土工程分类与分级
•43
工程特性：
•含水量高，天然含水量>液限，软塑－流塑状态。 •透水性低，水平向渗透系数较大。 •压缩性大，强度低，欠压密状态。 •显著的蠕变和触变性(高灵敏度)。
•岩土工程分类与分级
•4
抗剪强度可分为以下三种强度： ( a ) 抗剪断强度：在垂直压力作用下的岩石剪切强度。 ( b ) 抗剪强度：沿着已有的破裂面发生剪切时的强度。 ( c ) 抗切强度：压应力等于零时的剪切强度。
工程岩体分级标准
工程岩体分级标准工程岩体分级标准是指根据岩体的力学性质、岩体结构和岩体稳定性等特征，对岩体进行分类和评定的标准。
岩体在工程施工中扮演着重要的角色，其稳定性直接关系到工程的安全性和可靠性。
因此，对岩体进行科学合理的分级评定，是保障工程施工质量和安全的重要环节。
一、岩体力学性质。
岩体的力学性质是指岩石在外力作用下的变形和破坏特性。
根据岩石的抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等指标，可以将岩体分为强、中、弱三个等级。
强岩体具有较高的抗压强度和抗拉强度，适合用于大型工程的基础和支护结构；中岩体的力学性质一般，适合用于中小型工程的基础和支护结构；弱岩体的力学性质较差，需要采取特殊的支护措施才能保证工程的安全施工。
二、岩体结构。
岩体结构是指岩石的裂隙、节理、岩层倾角等特征。
根据岩体结构的复杂程度和对工程施工的影响程度，可以将岩体分为简单、中等、复杂三个等级。
简单岩体结构指岩石中裂隙和节理较少，对工程施工影响较小；中等岩体结构指岩石中存在一定数量的裂隙和节理，对工程施工有一定影响；复杂岩体结构指岩石中存在大量的裂隙和节理，对工程施工影响较大，需要采取相应的支护措施。
三、岩体稳定性。
岩体稳定性是指岩体在外力作用下的稳定性和变形能力。
根据岩体的稳定性和变形能力，可以将岩体分为稳定、较稳定、不稳定三个等级。
稳定岩体指岩石在外力作用下变形能力较强，不易发生破坏；较稳定岩体指岩石在外力作用下变形能力一般，可能发生一定程度的破坏；不稳定岩体指岩石在外力作用下变形能力较差，容易发生破坏，需要采取有效的支护措施。
综上所述，工程岩体分级标准是工程施工中重要的一环，对岩体进行科学合理的分类和评定，有助于制定合理的支护措施，保障工程施工的安全和可靠。
在实际工程中，应根据岩体的力学性质、结构和稳定性等特征，综合评定岩体的分级，并采取相应的支护措施，确保工程施工的顺利进行。
岩石的力学性质与工程分级
普氏围岩分级表
坚固 性系 数f
20 15
级别
坚固性程度
岩石性质
Ⅰ Ⅱ
最坚固的岩石 很坚固的岩石
Ⅲ
Ⅲa Ⅳ
坚固的岩石
坚固的岩石
最坚固、最致密的石英岩及玄武岩。其它最坚 固的岩石 很坚固的花岗岩类：石英斑岩、很坚固的花岗 岩，硅质片岩；坚固程度较Ⅰ级岩石稍差的石 英岩；最坚固的砂岩及石灰岩 花岗岩（致密的）及花岗岩类岩石；很坚固的 砂岩及石灰岩；石英质矿脉，坚固的砾岩；很 坚固的铁矿石
注： •将每一种岩石划分到这种或那种等级时，不仅仅单独地按照其名称 ，而且必须按照岩石的物理状态，并根据它的坚固性与分级表中列 出的诸岩石进行比较。风化的、破碎的、打碎成个体的、经断层挤 压过的、接近于地表的岩石，一般说来，应当把它划分到比处于完 整状态的同种岩石稍低的等级中； •上述的岩石坚固性系数，可以认为是对所有各种不同方面岩石相对 坚固性的表征，它在采矿中的意义在于：手工开采时的采掘性；浅 眼以及深孔的凿眼性；应用炸药时的爆破性；在冒落时的稳定性； 作用于支架上的压力等等； •在分级表中指出的数值是对某一类岩石中所有岩石而言的（例如： 页岩类，石英岩类，石灰岩类等等），而不是对此类个别岩石而言 的；因而，在特定情况下确定f值时，必须十分慎重，并且这一f值 在不同的情况下是不一样的。
课题一 岩石的力学性质 一、岩石的变形特征 岩石在外荷载作用下，因应力增加会发 生相应的应变。当荷载增大到破坏值，或荷 载达到某一数值而恒定保持下去，均会导致 岩石破坏。变形和破坏是岩石在荷载作用下 的两个发展阶段。变形中包含着破坏的因素， 而破坏是变形发展所致。
（一）静载荷下岩石的变形特征
OA段，应力应变曲线呈上凹型，这是岩石中原 有裂隙和孔隙受压后逐渐闭合所致，称为裂隙 压密闭合阶段。 AB段，应力应变曲线呈直线型，即曲线的斜率 近似为常数，称为线弹性阶段。 BC段，应力应变曲线呈下凹型，曲线斜率逐渐 减小，此阶段内局部破损逐渐增大而导致岩石 达到强度极限C点，称为破裂发展阶段。 CD段，为应力应变曲线的软化阶段。
第八章软岩工程力学
（4）岩体结构的唯一性问题
我国岩体力学的研究在国际上独树一帜，处于国际先进水平。我国学者 建立的岩体力学理论核心是岩体结构控制论。然而研究表明，岩体结构 的确定存在着唯一性问题。 一般而言，岩体力学理论将岩体结构分为整体结构、块状结构、层状结 构、碎裂结构和散体结构。划分的依据是建立在对结构面、结构体形成 过程和所具备特性研究的基础上，根据结构面发育程度和特性、结构体 组合排列和接触状态，深入探讨它们的工程地质特性和在工程作用下不 同岩体的不同反应。但是，在实际工程应用中，由于工程规模或尺寸的 变化，岩体的结构也是相对的，应以工程尺寸作为划分岩体结构类型的 参考系，否则就会造成应用上的困难。
（2）研究方法
以软岩工程岩体力学为基础，以软岩的工程地质特征及软岩巷道变形 力学机制为切入点，从软岩巷道支护理论研究，软岩工程设计研究和 软岩巷道支护技术研究3个方面，全面系统地探求和建立软岩巷道支护 理论体系。
图9软岩 工程 力学 理论 研究 总体 思路
理论研究方面： 把工程地质学研究 和工程力学研究相结合，通过软岩微观SEM和X射 线分析技术，细观偏光显微技术和宏观现场调查分析的手段，探索软 岩的微观、细观和宏观的变形力学机制，支护破坏机理及巷道支护-围 岩相互作用的规律，总结出软岩巷道支护理论。
设计研究方面： 把传统的设计理论（刚体力学、线性小变形力学）和现代设计理论 （非线性、非光滑、大变形）加以比较，寻求适合于软岩巷道的设计 方法。
技术研究方面： 在十分注重现场支护破坏（相当于原位实验结果）调查分析的基础上， 用实验室非线性大变形力学数值模拟试验来再现破坏过程，预测和模 拟新支护方案的过程和效果，优选出最佳方案，在现场软岩巷道支护 工程中实施和验证，完成实践-认识-再实践-再认识的过程，从而探索 出各种类型的软岩巷道支护技术。
工程岩体分级
KV 0.04Rc 0.4
(3)工程岩体级别的确定
[ BQ] BQ 100 K1 K2 K3 ] [
K1为地下水影响修正系数；K2为主要软弱结构面产状 影响修正系数；K3为初始应力状态影响修正系数。
我国国标《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）
岩石坚硬程度、岩体完整程度和岩体基本质量等级划分见表
2、影响岩体工程性质的主要因素 影响因素很多，从工程观点来说，主要包括： 岩石强度；
岩体完整性；
风化程度； 水的影响。
？岩石和岩体的区别
？如何评价岩石的强度
？什么是岩体的完整性
岩石：矿物的集合体，无显著软弱结构面
岩体：岩石的地质综合体，被各种地质界面 分割成大小不等、形状各异的许多块体。其 工程性质严格受其结构面的控制。
土的含水量
液限 塑限
W>WL, IL>1
WP< W<WL 0<IL<1
W<WP,IL< 0
不易变形或 坚硬难变形 固体状
4.液性指数IL
土的天然含水量和塑限的差值与塑性指 数之比称为液性指数，以小数表示，即
w wP w wP IL wL wP IP
粒组的划分
粒组统称 巨 粒
粗 粒
特殊土
工程岩体分级
1、围岩分级的目的 对工程岩体稳定性做分析判断的数值计算和物理 模型试验，要求事先进行相当详尽的地质勘察和岩石 力学试验研究，花费人力和财力很多。地质条件复杂 时，前期工作往往拉得很长，这种方法一般用于大型 或重要的工程。
针对不同类型岩体工程的特点，根据影响岩体稳 定性的各种地质条件和岩石物理力学特性，将工 程岩体分成稳定性程度不同的若干级别，以此为 标尺作为评价岩体稳定的依据，是岩体稳定性评 价的一种简易快速的方法。 根据少量建议的地质勘察和岩石力学试验就能据 以确定岩体级别，作出岩体稳定性评价，给出相 应的物理力学参数，为工程建设的勘察、设计、 施工和编制定额提供必要的基本依据。
工程岩体分级标准 下载
工程岩体分级标准下载一、岩体基本质量分级工程岩体分级标准首先根据岩体的基本质量指标进行分级。
基本质量指标主要考虑岩体的坚硬程度、完整程度、结构类型和岩石的RQD值（岩石质量指标）。
根据这些指标，将岩体分为五级，其中一级岩体质量最好，五级岩体质量最差。
二、工程岩体分级方法工程岩体分级方法主要包括定性评价和定量评价两种方法。
定性评价主要依据工程经验和地质勘查资料，对岩体的稳定性进行评价。
定量评价则是通过数学模型和计算机模拟，对岩体的力学性质、变形特性等进行定量分析，预测岩体的稳定性。
三、分级标准的应用范围工程岩体分级标准主要应用于水利水电工程、交通工程、矿山工程等领域。
在这些领域中，岩体作为工程的主要承载结构，其稳定性对工程的成败具有决定性影响。
通过应用工程岩体分级标准，可以有效地评估岩体的稳定性，为工程设计和施工提供依据。
四、分级标准的限制条件虽然工程岩体分级标准在很多情况下可以得到广泛应用，但也存在一些限制条件。
例如，分级标准的适用范围受到地质勘查资料和工程经验的限制，对于一些特殊地质条件或复杂工程，可能需要采用更高级的评估方法。
此外，定量评价方法的应用也需要一定的数学和计算机模拟基础，对于一些缺乏相关条件的工程，可能无法得到准确的评估结果。
五、分级标准的更新和维护随着科学技术的发展和工程实践的积累，工程岩体分级标准也需要不断地更新和维护。
标准的更新需要结合最新的理论和技术成果，对分级方法和指标进行修订和完善。
同时，也需要不断积累新的工程实践经验，对标准在实际应用中的效果进行评估和反馈，以便更好地服务于工程建设。
六、分级标准的实施建议为了更好地实施工程岩体分级标准，我们提出以下几点建议：1. 加强地质勘查工作：准确的地质勘查资料是进行工程岩体分级的基础。
因此，应加强地质勘查工作，获取更详细、更准确的地质资料，以提高分级结果的准确性。
2. 推广先进技术：随着科技的进步，一些新的技术和方法，如数值模拟、地球物理勘探等，可以为工程岩体分级提供更准确、更高效的支持。
工程岩体分级标准2014
工程岩体分级标准2014工程岩体分级标准是指根据岩体的结构、岩性、岩体强度等特征，对岩体进行科学、合理的分类和评价，为工程设计、施工、监测提供依据。
2014年发布的工程岩体分级标准是对岩体工程性质的科学界定和评价，对于保障工程的安全和质量具有重要意义。
一、岩体分级标准的基本原则。
1.科学性原则，岩体分级标准应当基于科学理论和实践经验，对岩体进行客观、准确的评价。
2.综合性原则，岩体分级标准应当综合考虑岩体的结构、岩性、岩体强度等多方面因素，全面评价岩体的工程性质。
3.实用性原则，岩体分级标准应当具有实际操作性，能够为工程设计、施工、监测等提供明确的指导。
二、岩体分级标准的内容。
1.岩体结构，包括岩体的节理发育情况、岩体的裂隙密度、岩体的岩层倾向和倾角等结构特征。
2.岩性特征，包括岩石的种类、颜色、密度、孔隙度、韧性、透水性等岩性特征。
3.岩体强度，包括岩体的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等力学性质。
4.其它影响因素，包括地下水情况、地应力状态、地震活动性等其它对岩体工程性质有影响的因素。
三、岩体分级标准的等级划分。
根据岩体的结构、岩性、岩体强度等特征，将岩体分为I、II、III、IV四个等级。
1.I级岩体，岩体结构完整，岩性坚硬，岩体强度高，裂隙密度小，岩体稳定性好，适宜用于重要工程。
2.II级岩体，岩体结构较完整，岩性较坚硬，岩体强度一般，裂隙密度较小，岩体稳定性较好，适宜用于一般工程。
3.III级岩体，岩体结构较破碎，岩性较软，岩体强度较低，裂隙密度较大，岩体稳定性较差，适宜用于辅助工程。
4.IV级岩体，岩体结构破碎，岩性软弱，岩体强度很低，裂隙密度很大，岩体稳定性很差，不宜用于工程。
四、岩体分级标准的应用。
1.工程设计，根据岩体分级标准，合理选择工程方案，确定合适的支护措施和施工工艺。
2.施工实践，根据岩体分级标准，采取相应的支护措施，保障施工安全和质量。
3.工程监测，根据岩体分级标准，进行岩体稳定性监测，及时发现岩体变形和破坏的迹象，采取相应的处理措施。
岩石力学 我国工程岩体分级标准
①用弹性波测试。见第三章
②选择有代表性露头或开挖面，对不同的工程 地质岩组进行节理裂隙统计，根据统计结果计 算单位岩体体积的节理数（Jv）(条/m3)
表5-117 Kv与岩体完整性程度定性划分的对应关系
（2）基本质量分级 a.岩体基本质量指标（BQ）按下式计算 BQ=90+3RC+250KV 式中：RC－岩石单轴饱和抗压强度的兆帕数值 KV－岩体完整性指数值 注：①当RC>90KV+30,代RC＝90KV+30 ②当KV>0.04 RC+0.4,代KV＝0.04 RC+0.4 b.按计算所得的Q值分级见表5-18（分为5级）
第三节 我国工程岩体分级标准 （GB50218-94） 1、工程岩体分级的基本方法 （1）确定岩体基本质量
按定性、定量相协调的要求，最终确定岩石 的坚硬程度与岩体完整性指数。 a.岩石坚硬程度的确定
岩石坚硬程度采用岩石单轴饱和抗压强 （RC）
表5-15
RC与定性划分的岩石坚硬程度的关系
b.岩体完整性指数（Kv）的确定。
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工程岩体基本级别一旦确定以后，可按表5-2 选用岩体的物理力学参数以及按表5-23选用岩体 结构面抗剪断峰值强度参数。
（2）地下工程岩体自稳能力的确定 利用标准中附录所列的地下工程自 稳能力（表5-24），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
（3）结合工程情况，计算岩体基本质量指标修 正值[BQ]，并按表5-18的指标值确定本工程的工 程岩体级别。 [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。
岩体分类和岩体分级
岩体分类和岩体分级岩体分类是指根据岩石的成因、岩层结构和岩石成分等特征将岩石进行归类的过程。
岩石可以根据不同的分类标准进行分类，下面是一些常见的岩体分类方法：1. 岩石成因分类：根据岩石的形成过程和成因，将岩石分为火成岩、沉积岩和变质岩三大类。
火成岩是由熔融状态下的岩浆冷却凝固而成的岩石；沉积岩是由岩屑、化学沉淀物或有机物沉积而成的岩石；变质岩是在高压、高温或其他变质作用下形成的岩石。
2. 岩层结构分类：根据岩石的结构特征，将岩石分为层理岩、节理岩和断裂岩等。
层理岩具有明显的平行层理结构，常见于沉积岩中；节理岩有明显的岩体断裂面，常见于火成岩和变质岩中；断裂岩则是由于地壳运动造成的岩体断裂而形成的。
3. 岩石成分分类：根据岩石中主要矿物的成分和含量，将岩石分为酸性、基性、中性等不同系列。
酸性岩石富含硅酸盐矿物，如花岗岩；基性岩石富含镁铁酸盐矿物，如辉绿岩；中性岩石则介于酸性岩石和基性岩石之间。
岩体分级是指根据岩石的质量、强度和稳定性等性质对岩体进行评定的过程。
岩体的分级有助于工程建设和岩石工程的规划和设计。
常见的岩体分级方法有:1. 岩体质量分级：根据岩体的物理性质和结构特征，将岩体分为优良、一般和差等级。
优良岩体具有较好的物理力学性能和较强的稳定性；一般岩体具有较一般的物理力学性能和较弱的稳定性；差岩体则具有较差的物理力学性能和较弱的稳定性。
2. 岩体强度分级：根据岩石的抗压强度、抗拉强度和抗剪强度等性能，将岩体分为高强岩体、中强岩体和低强岩体等级。
高强岩体的强度较高，适合承载大量力量；中强岩体的强度适中；低强岩体的强度较低。
3. 岩体稳定性分级：根据岩体的稳定性和岩体变形可能引起的地质灾害的潜在性，将岩体分为稳定岩体、轻度不稳定岩体、中度不稳定岩体和严重不稳定岩体等级。
稳定岩体具有较强的稳定性；不稳定岩体容易发生变形和失稳，存在较大的地质灾害风险。
工程岩体分级标准
工程岩体分级标准1 总则1.0.1 为建立统一的评价工程岩体稳定性的分级方法；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，制定本标准。
1.0.2 本标准适用于各类型岩石工程的岩体分级。
1.0.3 工程岩体分级，应采用定性与定量相结合的方法，并分两步进行，先确定岩体基本质量，再结合具体工程的特点确定岩体级别。
1.0.4 工程岩体分级所必需的地质调查和岩石试验，除应符合本标准外，尚应符合有关现行国家标准的规定。
2 术语、符号2.l 术语2.1.1 岩石工程rock engineering以岩体为工程建筑物地甚或环境，并对岩体进行开挖或加固的工程，包括地下工程和地面工程。
2.1.2 工程岩体engineering rock mass岩石工程影响范围内的岩体，包括地下工程岩体、工业与民用建筑地基、大坝基岩、边坡岩体等。
2.1.3 岩体基本质量rock mass basic quality岩体所固有的、影响工程岩体稳定性的最基本属性，岩体基本质量由岩石坚硬程度和岩体完整程度所决定。
2.1.4 结构面structural Plane（discontilnuity）岩体内开裂的和易开裂的面，如层面、节理、断层、片理等，又称不连续面。
2.1.5 岩体完整性指数（KV）（岩体速度指数）intactness index of rock mass（velocity index of rock mass）岩体弹性纵波速度与岩石弹性纵波速度之比的平方。
2.1.6 岩体体积节理数（JV）volumetric joint count of rock mass单体岩体体积内的节理（结构面）数目。
2.1.7 点荷载强度指数从（IS（50））point load strength index直径50mm圆柱形试件径向加压时的点荷载强度。
2.1.8 地下工程岩体自稳能力（stand－up time of rock mass for underground excavation）在不支护条件下，地下工程岩体不产生任何形式破坏的能力。
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§7-3 工程岩体分级
1. 按岩体完整性系数Kv（龟裂系数）分级
Kv (
V pm V pr
)
2
式中：Vpm、Vpr—岩体、岩石弹性纵波速度（m/s)。 Kv >0.75 0.75~0.55 0.55~0.35 0.35~0.15 <0.15
完整程 度
完整
较完整
较破碎
破碎
极破碎
2. 按岩芯质量指标（RQD）分级 蒂尔（Deer,1964)提出根据钻探时岩芯完好程度来判断岩体 的质量，对岩体分类。
4. 国标《岩土工程勘察规范》分类
分类指标：新鲜岩块的饱和单轴抗压强度（cw）
类别 亚类
极硬岩石
饱和单轴抗压强 度(MPa)
＞60
代表性岩石
花岗岩、花岗片麻岩、闪长岩、玄 武岩、石灰岩、石英砂岩、石英岩、 大理岩、硅质砾岩等
硬质 岩石
次硬岩石
次软岩石 极软岩石
30~60
5~30 ＜5
软质 岩石
粘土岩、页岩、千枚岩、绿泥石片 岩、云母片岩等
（2）对应于岩芯质量指标的岩体评分值R2 RQD（％） 91～100 评分值 20 76~90 17 51~75 13 26~50 8 <25 3
（3）对应于最有影响的节理组间距的岩体评分值R3 节理间距 （ m） 评分值 >3 30 1~3 25 0.3~1 20 0.05~0.3 10 <0.05 5
分级的方法：通过岩体的一些简单和容易实测的指标，把
工程地质条件和岩体力学性质参数联系起来，并借鉴已建工
程设计、施工和处理等方面成功与失败的经验教训，对岩体
进行归类的一种工作方法。
分级、分类 认识事物的同一性和差异性的方法就是将事物进行分 类和分级 分类：主要突出的是同一性，是质的定性评价，强调 的是属性特征； 分级：主要突出差异性，是量的界定，强调的是等级 特征；是在分类的基础上进行的。
2. Deere &Miller 双指标分类
分级指标：岩块抗压强度（c）、模量比 （ E t/ c）
类别 岩块分类 σc(MPa) A B C D E 极高强度 高强度 ＞200 岩石类型举例 类别 石英岩、辉长岩、 玄武岩 100~20 大理岩、花岗岩、 0 片麻岩 砂岩、板岩 煤、粉砂岩、片 岩 白垩、盐岩 Et/σc分 类 高模量 比 Et/σc
工程性质主要取决于结构面的性质和分布状态以及其间的充填
物性质。
工程岩体分类的参考影响因素
4. 岩体及结构面的风化程度。风化程度越高，岩体越破 碎，强度越低 。 5. 地下水的影响。渗流，软化，膨胀，崩解，静、动水 压力等。 6. 地应力。地应力难于测定，它对工程的影响程度也难 于确定，因此，其影响一般在综合因素中反映。
l RQD L
i
100%
式中：li —所取岩芯中≥10cm长度的岩芯段的长度；
L—钻进岩芯的总程度，m。
RQD（％）
等级 分类
0～25
Ⅰ 很差
25~50
Ⅱ 差
50~75
Ⅲ 较好
75~90
Ⅳ 良好
90～100
Ⅴ 很好
3. 以弹性波速度分类
4. 宾尼奥夫斯基节理岩体地质力学分类（ RMR分级系统） 宾尼奥夫斯基（ Bieniawski，1976)提出的分类指标 RMR(Rock Mass Rating)，由下列6种指标组成： （1）岩块强度(R1) （2）RQD值(R2) （3）节理间距(R3)
（4）对于节理状态的岩体评分值R4 说明 尺寸有限的粗糙的表面、硬岩壁 评分值 25
工程岩体分级：对工程岩体依据一定的特征指标进行 归类分级。
工程岩体分类的参考影响因素
1. 岩石的质量。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。
可用结构面频率(裂隙度）、间距、岩心采取率、岩石质量指标 RQD以及完整性系数作为定量指标进行描述。这些定量指标是 表征岩体工程性质的重要参数。 3. 结构面条件。包括结构面产状、粗糙度和充填情况。岩体的
要求：
1. 须掌握本章重点难点内容； 2. 理解几种有代表性的岩体分类方法； 3. 了解我国工程岩体分级标准（GB50218－94）
§7-1 概述
岩体分级是对影响岩体稳定性和影响工程设计、施工和 维护的各种因素建立一些评价指标，对工程辖区岩体进行评 价，划分出不同的的级别或类别。 分级的目的：通过分类，概括地反映各类工程岩体的质量 好坏，预测可能出现的岩体力学问题。为工程设计、支护衬 砌、建筑物选型和施工方法选择等提供参数和依据。
H M L
＞500
中等强度 50~100 低强度 极低强度 25~50 1~25
中等模 200~50 0 量比
低模量 比 ＜200
3. 岩石单轴抗压强度分类 我国工程界按岩石单轴抗压强度将岩体分为四类： 类别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 岩石单轴抗压强度 σc(Mpa) 250~160 160~100 100~40 <40 坚固性 特坚固 坚固 次坚固 软岩
（4）节理条件(R4)
（5）地下水(R5) （6）节理方向对工程的影响的修正参数（R6） 即：
RMR R1 R2 R3 R4 R5 R6
（1）对应岩石强度的岩体评分值R1 点荷载指标 （Mpa） >10 4~8 2~4 1~2 不采用 不采用 不采用 岩石单轴抗压强度 Rc(Mpa) >250 100~250 50~100 25 ~ 50 5 ~ 25 1~5 <1 评分值 15 12 7 4 2 1 0
第 七 章 工程岩体分级
重庆交通大学土木建筑学院 隧道及岩土工程系
本章内容：
§2-1 概述 §2-2 岩石分级
§2-3 工程岩体分级
重点、难点:
1. 工程岩体分级的概念和意义； 2. 工程岩体分级的基本思想；
3. 工程岩体分级指标的选择原则；
关键术语:
分类；分级；普氏系数；完整性系数；岩 石RQD质量指标；BQ指标；RMR分级指标；Q 指标；RMI分级法
§7-2 岩石分级
1. 普氏分级法
ห้องสมุดไป่ตู้
以岩石试件的单轴抗压强度作为分类依据，根据普氏坚
固性系数 f 将岩石分为十级。 f 值越大，岩体越稳定。
Rc f 10
式中：Rc——岩石单轴抗压强度，Mpa
f ≥20 为1级，最坚固； f ≤0.3为第10级，最软弱。
优点：形式简单，使用方便。
缺点：未考虑岩体的完整性、岩体结构特征对稳定性影响， 故不能准确评价岩体的稳定性。