3.4岩体质量分类及评价

0.2~0 Ⅴ 非常不好
3.8.4 按岩体结构类型分类
中国科学院地质研究所谷德振教授等根据岩体结构划 分岩体类别。考虑到各类结构的地质成因，突出了岩 体的工程特性。 把岩体结构分为四类：整块状结构、层状结构、碎裂 结构和散体结构，在前三类中每类又分2-3个亚类 对重大的岩体工程地质评价来说，是一种好的分类方 法，颇为国内外重视。

3.8 岩体质量评价及其分类
分类的独立因素 （1）岩石材料的质量（强度指标）。 （2）岩体的完整性，密集度、切割度、连续性等。 （3）岩体结构面产状与岩体工程的相对空间位置关系 等。 （4）地下水（软化、冲蚀、降低有效正应力、c、φ） （5）地应力（大小、最大主应力方向）
（6）其它因素（自稳时间、位移率）
其中（1）（2）是岩石基本质量，（3）－（6）是考 虑工程岩体特点的其它因素
3.8.1 普氏系数法
按岩石的单轴抗压强度σc分类 岩石普氏系数(f=σc/10)分类法 （Ｍ．Ｍ．Продотьяконов ，1907 ）
极硬（f＝20）、 很硬（f＝15）、 坚硬（f＝8～10）、 较硬（f＝5～6）、普通（f＝3～4）、 较软（f＝1.5～2）、 软层（f＝0.8～1）、 松软（f＜1）等8类。
1）计算BQ (1）确定岩体基本质量 两个指标：岩石的坚硬程度σc； 岩体完整性指数Kv。 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（σc）
3.8.7.1 岩体基本质量分级
b.岩体完整性指数（Kv）的确定。 ①用弹性波测试，计算龟裂系数Kv。
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，节理数（Jv）(条/m3)
Kv与岩体完整性程度定性划分的对应关系
3.8.7.1 岩体基本质量分级
a.计算岩体基本质量指标BQ BQ=90+3σC+250KV 式中： σC－岩石单轴（饱水）抗压强度,MPa;
KV－岩体完整性指数值
注：①当σC >90KV+30,代σC ＝90KV+30 ②当KV>0.04 σ C+0.4,代KV＝0.04 σ C+0.4
根据各 类指标 的数值， 按右表 的标准 评分， 求和得 总分 RMR值。
3.8.5 岩体地质力学分类(RMR分类)
（2）按下表的规定对总分作适当的修正。
按节理方向修正评分值
节理走向或倾向 隧道 评分值 地基 边坡 非常有利 0 0 0 有利 -2 -2 -5 一般 -5 -7 -25 不利 -10 -15 -50 非常不利 -12 -25 -60
3. 利用简易岩体力学测试（如钻孔岩心，波速测试、 点荷载试验等）研究本特性，初步判别岩类，减少 费用昂贵的大型试验，使岩体分类简单易行 4. 重视新、新方法在岩体分类中的应用。 5. 强度岩体工程分类与岩体力学参数估算的定量关系 的建立，与工程岩体处理方法、施工方法相结合。
3.8.6巴顿岩体质量(Q)分类
3.8.6 巴顿岩体质量(Q)分类
Q分类的优点： 1）考虑因素相对全面； 2）定性分析与定量评价相结合 3）适用于各种岩石（软、硬）； 4） 尤其是处理极其软弱的岩层 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） Bieniawski(1976)在大量实测统计的基础上，发现Q值与 RMR值有如下的统计关系：
对边坡岩体 和地基岩体的分级研究较少。
3.8.8 岩体质量评价及其分类的发展趋势
1. 采用多因素综合指标的岩体分类。在分类中，力求 充分考虑各种因素的影响和相互关系，许多分类都 很重视岩体的不连续性，把岩体的结构和岩石质量 因素作为影响岩体质量的主要因素和指标。
2. 向定性和定量相结合的方向发展。
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。
3.8.2 按岩石质量指标 RQD 分类

迪尔（Deere,D.U.) , 1964年提出, 根据钻探时的岩芯完 好程度来判断岩体的质量，对岩体进行分类
3.8.7.1 岩体基本质量分级
3.8.7.2 岩体稳定性分级
结合工程情况，计算岩体基本质量指标修正值[BQ]
[BQ]＝BQ－100(K1+K2+K3) K1 －地下水影响修正系数； K2 －结构面产状影响修正系数； K3 －地应力影响修正系数。
3.8.7.2 岩体稳定性分级
3.8.7.2 岩体稳定性分级
第三章 岩体力学性质
3.1 概述 3.2 岩体结构基本类型 3.3 岩体结构面及其充填特征 3.4 结构面的力学性质 3.5 岩体的变形特性 3.6 岩体的强度特性 3.7 岩体的水力学性质 3.8 岩体质量评价及其分类
3.8 岩体质量评价及其分类

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与参数联系起来，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。 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。
3.8.5 岩体地质力学分类(RMR分类)
（3）根据修正后的总分确定岩体的类别及相应的无支护地下洞 室的自稳时间和岩体强度指标(c，φ)值。
评分值 分 级 质量描述 100~81 Ⅰ 非常好的岩 体 80~61 Ⅱ 好岩体 60~41 Ⅲ 一般岩体 40~21 Ⅳ 差岩体 ＜20 Ⅴ 非常差岩体
平均稳定时 间
3.8.3以弹性波（纵波）速度分类
依据：弹性波速度变化来反映岩体结构特性和完整性。 ①梅里特（Merritt)提出龟裂系数(Kv)：
Kv (Vpm / Vpr )
Merritt的龟裂系数岩体分类
Kv 级次 岩体类别 0.8~1 Ⅰ 非常Biblioteka Baidu 0.8~0.6 Ⅱ 好
2
0.6~0.4 Ⅲ 较好
0.4~0.2 Ⅳ 不好
RMR 9 lg Q 44
3.8.7 岩体质量分级
我国工程岩体分级标准 （GB50218-94） 分两步计算： 1）按岩体的基本质量指标BQ进行初步分级 2）针对各类工程岩体的特点，考虑其他影响因素如天然 应力、地下水和结构面方位等对BQ进行修正，再按修 正后的BQ进行详细分级
3.8.7.1 岩体基本质量分级
岩石分类指标 差 一般 25~50 50~75
好
75~90
很好
>90
例 某钻孔的长度为250cm，其 中岩芯采取总长度为200cm,而 大 于 10cm 的 岩 芯 总 长 度 为 157cm(如图所示)， 则岩芯采取率： 200/250=80%
RQD=157/250=63% 岩体分类为：Ⅲ类、中等岩体
岩体内聚力 (kPa) 岩体内摩擦 角(°)
(15m跨 度)20a
＞400
(10m跨 度)1a
300~400
(5m跨 度)7d
200~300
(2.5m跨 度)10h
100~200
(1m跨 度)30min
＞45
35~45
25~35
15~25
＜15
3.8.6巴顿岩体质量(Q)分类

巴顿(Barton,1974)提出Q值分类法（挪威岩土工程研究所） 分类指标：Q值
RQD J r J w Q J n J a SRF
RQD—岩石质量指标； Jn—节理组数； Jr—节理粗糙系数； Ja—节理蚀变系数； Jw—节理水折减系数； SRF—应力折减系数。 Jw/SRF—水与其它应力存在时对岩体质量的影响 RQD/Jn—岩体的完整性； Jr/Ja—结构面(节理)的形态、充填物特征及其次生变化程度； 分类方法：确定各参数的数值，求得Q值，以Q值为依据将 岩体分为9类。
3.8.5 岩体地质力学分类(RMR分类)

南非科学和工业研究委员会提出的CSIR分类指标值 RMR (Rock Mass Rating)
分类指标：岩块强度、RQD值、节理间距、节理条件 及地下水 分类方法：


（1）根据各类指标的数值，按表2-20A的标准评分，求 和得总分RMR值。 （2）按表2-20B和表2-21的规定对总分作适当的修正。 （3）用修正后的总分对照表2-20C求得岩体的类别及相 应的无支护地下洞室的自稳时间和岩体强度指标(c，φ) 值。


规定：内径56mm 金刚石钻头
RQD是选用坚固完整的、其长度大于等于10cm的岩芯 总长度与钻孔长度的比，百分数表示为：
RQD
l
L钻孔总长
i
10cm
100 %
工程实践说明，RQD是一种比岩芯采取率更好的指标。
3.8.2 按岩石质量指标 RQD 分类
分类
RQD(%）
很差
<25
注：小塌方：塌方高度<3m，或体积<30m3； 中塌方：塌方高度3～6m，或体积30～100m3； 大塌方：塌方高度>6m，或体积>100m3；
3.8.7.2 岩体稳定性分级
我国工程岩体分级标准 （GB50218-94）的评价 优点： 1）对地下隧道适用性较强； 2）能反映岩体基本质量分级－－计算BQ 3）考虑工程岩体特性（地下水、节理与工程位置关 系、地应力－－计算[BQ],判断分类。 缺点：
节理走向和倾角对隧道开挖的影响
走向与隧道轴垂直 沿倾向掘进 倾角 45°~90° 非常有利 倾角 20°~45° 有利 反倾向掘进 倾角 45°~90° 一般 倾角 20°~45° 不利 走向与隧道轴平行 倾角 20°~45° 一般 倾角 45°~90° 非常不利 与走向无关 倾角 0°~20° 不利