5.围岩分级

● 缺点：分级指标以定性描述为主，人为因素较大。
§2.2隧道围岩分级的方法
纵上所述，围岩的分类方法有以下几方面的发展趋势：
⑴ 分类应主要以岩体为对象。岩体则包括岩块和各岩块之间的软弱结构面。因此分类应
重点放在岩体的研究上。 ⑵ 分类宜与地质勘探手段有机的联系起来。
有一个方便而又可靠的判断手段。随着地质勘探技术的发展，这将使分类指标更趋定量化。 ⑶ 分类要有明确的工程对象和工程目的。 ⑷ 分类宜逐渐定量化。 近年国内外有关学者提出采用模糊数学分类；根据隧道周边量测的收敛值分类；采 用人工智能－专家系统分类等建议，这些设想都将使围岩分类方法日趋完善。
● 岩体的结构特征与完整状态
● 考虑岩石强度围岩基本质量指标BQ： BQ 90 3Rc 250 K v
● 地下水 在公路隧道围岩的分级中，遇有地下水时，一般的处理采用降级的方法 ①整体的硬质岩石中，一般的地下水对其稳定性影响不大，不考虑降级； ②块状硬质岩和整体软质岩中，地下水将影响其稳定性，产生局部坍塌，或软化软 弱结构面，围岩分级时一般可酌情降低1级；
第II类：与地质构造有关的要素。其分类指标采用诸如岩石的质量指标、地质因素平分法
等，这些指标实质上是对岩体完整性或结构状态的评价。这类指标在划分围岩的级别中一 般占有重要地位； 第III类：与地下水有关的要素。
§2.2隧道围岩分级的方法
1.隧道围岩分级的方法 2）目前国内外围岩的分类方法，考虑上述三大基本要素，按其性质主要分为： ⑴ 以岩石强度或物理指标为代表的分类方法 ⑵ 以岩体构造特征为代表的分级方法 ⑶ 以地质勘探手段相联系的分类方法 ⑷ 组合多种因素的分类方法 ⑸ 以工程对象为代表的分类法
地面结构
§1.概述
1.地面结构体系和地下结构体系的区别： ◆地下结构：是由周边围岩和支护结构两者组成共同并相互作用的结构体系，即地下结构 ＝支护结构＋周边围岩；其中以地层为主，各种围岩都是具有一定程度的自支承能力的介 质，即周边围岩在很大程度上是地下结构承载的主体，支护仅用来约束地层，不使它产生
过大的变形而破坏、坍塌。地下结构所承受的荷载又主要来自结构体系的本身——地层，
§2.3我国公路隧道分级
隧道施工围岩分级 即3－13评定
§2.3我国公路隧道分级
捶击法描述掌子面状况
掌子面结构面回弹试验
掌子面节理统计
岩体声波测试
岩石取样分析
岩石点荷载试验
岩石声波测试
岩石容重试验
§2.3我国公路隧道分级
断面位置 桩号： 锤击声 回弹强度 岩石坚硬程 度 手触感觉 击碎难易程度 吸水反应 日期： 1. 清脆; 2. 较清脆; 描述： 3. 不清脆; 4. 哑; 1.有回弹; 2.有轻微回弹; 3 .无回弹; 1.震手; 2.稍震手; 1.难击碎; 2.较难击碎; 3.较易击碎; 4.易击碎; 5.手可捏碎 1.大多无吸水反应; 2.有轻微吸水反应; 3.指甲可刻出印痕; 4.手可掰开; 5.可捏成团
100 ～ 400
40～ 100
10～ 40
4～ 10
1～4
0.1～ 1
0.01 ～0.1
2）指标的选择 ⑴ 首先选择对隧道围岩稳定性有重大影响的因素指标； ⑵ 选择测试设备简单、人为因素小、科学性强的定量指标； ⑶ 选择指标要有一定的综合性。
§2.2隧道围岩分级的方法
1.隧道围岩分级的方法 1）现行的许多围岩分级方法中，分类基本要素大致有三大类： 第I类：与岩性有关的要素。其分类指标是采用岩石强度和变形性质等：如岩石的单轴抗 压强度、变形模量或弹性波速等。
3.公路隧道围岩分级
● 根据以上对分级因素和指标，公路隧道围岩分级将围岩分为六级；
● R.Q.D、岩体弹性波（纵波）速度、岩体完整性系数的分类法。
级 参数 RQD（％） BQ Vp(km/s) I
Ⅰ
>95 >550 >4.5
Ⅱ
85~75 550~45 1 3.5~4.5
Ⅲ
75~86 450~351 2.5~4.0 0.6~0.8
（2）综合岩性指标
（1）单一岩性指标 ●岩石的单轴饱和极限抗压强度作为基本的分级指标，具有试验简单，数据可靠的优点； ●岩石的抗压和抗拉强度、弹性模量、泊松比等物理力学参数 ； ●岩石的抗钻性、抗爆性等工程指标。
§2.1隧道围岩分级的因素指标及其选择
⑵ 综合岩性指标 ● 岩体的弹性波传播速度：弹性波传播速度与岩体的强度和完整性成正比，其指标反映 了岩石的力学性质和岩体的破碎程度的综合因素，通常用Kv来评价：
⑵ 以岩体构造、岩性特征为代表的分级方法： ② 以岩体综合物性为指标的分类法 60年代我国在积累大量铁路隧道修建经验的基础上，提出了以岩体综合物性指标为 基础的“岩体综合分类法”，并于1975年经修正后正式作为铁路隧道围岩分类方法。 ● 优点： 正确的考虑了地质构造特征、风化状况、地下水情况等多因素对围岩的影响。 ● 缺点：分级指标缺乏定量描述。
§2.3我国公路隧道分级
● 地下水
③ 碎石状松散结构岩体，裂隙中有泥质充填物，地下水对稳定性影响很大，可根据地下 水的性质、水量、渗流条件、动水和静水压力等情况，可降低1～2级； ④ 强烈的断裂带，或软塑性粘土和潮湿的粉细砂，分类时已考虑了一般含水地质情况的 影响 ，不再降级。
§2.3我国公路隧道分级
§2.1隧道围岩分级的因素指标及其选择
● 围岩的自稳时间 ：被认为是综合岩性指标，隧道开挖后，围岩通常都有一段暂时稳定 的时间，不同的地质环境，自稳时间是不同的，劳费（H.Lauffer）认为隧道围岩的自稳时 间ts可用下式表示： ts = 常数 × L－(1＋a) 式中：L － 隧道未支护地段的长度；a － 视围岩情况在0～1之间变化，好的岩体可取 a =0;极差的 a = 1
●施工中围岩分级采用定性与定量相结合的方法。调查和测试内容包括掌子面节理统计及 分析、断层、层理、片麻理等各种结构面的特征研究，岩石强度点荷载试验、掌子面岩体 声波测试，掌子面结构面回弹测试、岩块容重测试，地下水情况调查、地应力特征的工程 地质分析及岩性判别.
§2.3我国公路隧道分级
4.隧道施工围岩分级
劳费（H.Lauffer）根据围岩的自稳时间和未支护地段的长度，将围岩分为：
稳定的、易掉块的、极易掉块的、破碎的、很破碎的、有压力的、有很大压力等七级
§2.1隧道围岩分级的因素指标及其选择
● 岩体质量指标（Q指标）
Q RQD J r Jw Jh J a SRF
RQD － 岩石质量指标； Jh － 节理组数目，岩体愈破碎， Jh取值愈大；
§2.3我国公路隧道分级
1.公路隧道围岩分级的出发点
● 强调岩体的地质特征的完整性和稳定性；
● 分级指标应采用定性和定量指标结合方式；
● 明确工程目的和内容，并提出相应的措施；
● 分级应简明，便于使用；
● 考虑吸收其它围岩分级优点，并尽量和我国其它工程分级一致。
§2.3我国公路隧道分级
2.考虑分级的指标和因素
● 评定因素采用围岩坚硬程度、围岩完整性程度、和地下水状态三项因素，细分为十三
个子因素， 即3－13评定。
● 在三个因素中，最困难的是围岩完整性程度的评定，重点是如何根据掌子面的地质数 据评价围岩的完整程度。根据对国内外施工阶段围岩分级的调查，应采用多种方法对围岩 完整程度进行分级，采用定性和定量相结合的方法
§2.1概述
2.围岩分级的目的
① 作为选择施工方法的依据；
② 进行科学管理及正确评价经济效益；
③ 确定结构上的荷载（松散荷载）；
④ 给出衬砌结构的类型及其尺寸；
⑤ 制定劳动定额、材料消耗标准基础等。
围岩分级
§2围岩分级及其作用
§2.1隧道围岩分级的因素指标及其选择
1.隧道围岩分级的因素指标及其选择 围岩分级的指标，主要考虑影响围岩稳定性的因素或其组合的因素。 1）围岩分级指标 （1）单一岩性指标
围岩分级
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围岩分级
1
2
概述 围岩分级及其作用 影响围岩稳定的因素
3
围岩分级
§1概述
§1.概述
1.地面结构体系和地下结构体系的区别： ◆地面结构体系：地面结构体系一般都是由结构和地基所组成，地基在结构底部起约束作 用，除了自重外，荷载都是来自外部，如人群、车载、水力、风力等等。
组数
结构面发育程度 平均 间距 m 好 定性分级
1.1-2组;
2. 2-3组;
3. 3组以 上; 3. 0.4～ 0.2
4.无序
1. ＞1.0;
Jr － 节理粗糙度，节理愈光滑， Jr取值愈小；
Ja － 节理蚀变值，蚀变愈严重， Ja取值愈大； Jw － 节理含水折减系数，节理渗水量愈大，水压愈高， Jw取值愈小 SRF －应力折减系数，围岩初始应力愈高，SRF取值愈大。
§2.1隧道围岩分级的因素指标及其选择
岩 体 质 量 Q 特别 好 400 ～ 1000 极好 良好 好 中等 不良 坏 极坏 特别 坏 0.001 ～ 0.01
Ⅳ
50~75 350~251 1.5~3.0 0.4~0.6
Ⅴ
25~50 <250 1.0~2.0 0.2~0.4
Ⅵ
<25
ห้องสมุดไป่ตู้
<1.0 （饱和粘土） <0.2
0.8～1.0
§2.3我国公路隧道分级
4.隧道施工围岩分级
● 施工阶段围岩判定具有直接性、可靠性、重要性特征，因此，施工阶段围岩级别的判
定是一个重要而现实的问题。
§2.2隧道围岩分级的方法
⑶ 以地质勘探手段相联系的分类方法： ① 按弹性波（纵波）速度的分类方法 围岩弹性波速度是判断岩性、岩体结构的综合指标，它既可反映岩石软硬，又可表 达岩体结构的破碎程度。1970年前后，日本提出按围岩弹性波速度进行分类，我国从 1986年起，也开始将围岩弹性波（纵波）速度引入我国围岩分类法中。 ② 以岩石质量为指标的分类方法——R.Q.D.方法
v K v 岩体 v 岩石
2
Kv 完整性
>0.75 完整
0.75～0.55 较完整
0.55～0.35 破碎
0.35～0.15 较破碎
<0.15 极破碎
§2.1隧道围岩分级的因素指标及其选择
● 岩石质量指标（RQD） ：是综合反映岩体的强度和岩体的破碎程度的指标。所谓岩石 质量指标是指钻探时岩心复原率，或称为岩芯采 RQD（％）＝ 10cm以上岩芯累计长度×100 单位钻孔长度 岩石质量指标分级认为：RQD > 90％ 为优质； 75％ < RQD < 90％ 为良好； 50％ < RQD < 75％ 为好； 25％ < RQD < 50％ 为差； RQD < 25％ 为很差
§2.2隧道围岩分级的方法
⑴ 以岩石强度或物理指标为代表的分类方法： ① 按岩石强度为单一岩性指标的分级法 : 具有代表性是我国解放前或解放后初期的土石分类法，即把岩石分为坚石、次坚石、 松石及土； ② 以岩石的物性指标为基础的分级方法： 具有代表意义的是我国工程界广泛采用的岩石坚固系数“f ”值分级法 ； ● 优点： 指标单一，使用方便； ● 缺点：不能全面反映岩体固有的性态。
§2.2隧道围岩分级的方法
⑵ 以岩体构造、岩性特征为代表的分级方法： ① 这类分类法以泰沙基分类法为代表 这类分类法是在早期提出的，限于当时的条件，仅把不同岩性、不同构造条件的围 岩分成九类，每类都有一个相应的地压范围值和支护措施建议。这类分类法曾长期被各国 采用，至今仍有广泛的影响。
§2.2隧道围岩分级的方法
故称为地层压力或围岩压力。所以说，在地下结构体系中，地层既是承载结构的基本组成 部分，又是造成荷载的主要来源。这种合二为一的作用机理与地面结构是完全不同的。
§1.概述
地下结构
§2.1概述
1.围岩
隧道围岩是指地壳中受隧道开挖影响的那一部分岩体，或是指对隧道稳定性有影响 的那一部分岩体。这部分岩体在隧道开挖和支护过程中，将产生应力重新分布，其性质也 有所变化。
● 优点： 考虑了多种因素的影响，但分级指标大体上是半定量的。
● 缺点：分级的判断还带有一定的主观性。
§2.2隧道围岩分级的方法
⑷ 组合多种因素的分类方法 比较完善的是1974年挪威地质学家巴顿等人提出的“岩体质量——Q”的分类方法。 岩体质量值Q实质上是岩块尺寸、抗剪强度和作用力复合指标，根据不同的Q值，可将岩 体进行分类。 ⑸ 以工程对象为代表的分类法： ● 优点： 目的明确，使用方便，能够指导施工；