工程岩体分类分解

表 Jv与 Kv的对照关系
表 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BQ值分级见表（分为5级）
3.2 工程岩体分类
一 分类的目的与原则 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。 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。
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，则岩芯采取
率：200/250=80% RQD=157/250=63%
用RQD值来描述岩石的质量--分级
（二）以弹性波（纵波）速度分类 依据：弹性波变化能反映岩体结构特性和完整性。
• 中科院地质所根据他们对岩体结构的分类，列出了弹 性波在各类岩体中传播特性。
2、分类原则
（1）有明确的类级和适用对象。 （2）有定量的指标。 （3）类级一般分五级为宜。 （4）分类方法简单明了、数字便于记忆 和应用。 （5）根据适用对象，选择考虑因素。 趋势：“综合特征值”分类法
3、分类的独立因素
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）。
0.04Rc 0.4 0.04 42.5 0.4 2.1 K v 0.66
Kv
仍取为0.66
得：BQ 90 3 42.5 250 0.66 383
（2）查表（岩体基本质量分级表）
该岩体基本质量级别确定为Ⅲ级。
（3）计算岩体的基本质量指标修正值
[ BQ] BQ 100( K1 K 2 K 3 )
（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。
2.工程岩体分级标准的应用(2条) （1）岩体物理力学参数的选用
工程岩体基本级别一旦确定以后，可按表 选用岩体的物理力学参数以及按表选用岩体 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，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
（二）以点荷载强度指标分类
由于岩 石点荷载试 验可在现场 测定，数量 多而简便， 所以用点荷 载强度指标 分类得到重 视。由伦敦 地质学会与 Franklin等 人提出.
2、按巷道岩石稳定性分类
（一）斯梯尼(Stini)分类 根据巷道围岩的稳定性进行分类。
（二）前苏联巴库地铁分类
根据岩石抗压强度、工程地质条件和开挖时岩体 稳定破坏现象，分四类，并有相应的施工措施
R
i 1
6
i
式中的6个指标的相关因素分别为： R1-岩石抗压强度 R2-RQD R3-节理间距 R4-节理状态 R5-地下水状态 R6-修正系数，节理的方向对工程的影响 这6个指标分别由如下各表来确定。
（1）与岩石强度相关的岩体评分值R1可以用标准 试件进行单轴压缩来确定，也可由点荷载试验确定。
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例：某地下工程岩体的勘探后得到如下资料：单轴饱和 抗压强度强度 Rc 42.5Mpa ；岩石较坚硬，但岩体较 m V 4500 s 破碎，岩石的弹性纵波速度 、 岩体的弹性纵波速度 V 3 5 0 0m s ；工作面潮湿， 有的地方出现点滴出水状态；有一组结构面，其走向与 巷道轴线夹角大约为 25 度、倾角为 33 度；没有发现极高 应力现象。按我国工程岩体分级标准（GB50218－94）该 岩体基本质量级别和考虑工程基本情况后的级别分别确 定为（ ）。 （ A）Ⅲ级和 Ⅲ 级 （ B）Ⅲ 级和Ⅳ级 （C）Ⅳ级和Ⅳ级 （D）Ⅳ级和Ⅳ级 解：（1）计算岩体的基本质量指标
pr
pm
BQ 90 3R c 250K v
其中： K v
2 V pm 2 V pr
35002 0.66 2 4500
Rc 42.5Mpa
检验限制条件：
90K v 30 90 0.66 30 89.4 Rc 32.5
所以
所以
Rc 仍取为32.5 Mpa
3、在我国工程岩体分级标准中，较完整岩 体表示岩体的完整性指数为（ ）。 （A）0.55~0.35 （B）0.35~0.15 （C） >0.55 （D）0.75~0.55 4、在我国工程岩体分级标准中，岩体基本 质量指标是由哪两个指标村确定的？ （ ）。 （A）RQD和节理密度 （B）岩石单轴饱 和抗压强度和岩体的完整性指数 （C）地下水和RQD （D）节理密度和 地下水
根据以上六个参数之和RMR值，把岩体的ห้องสมุดไป่ตู้ 量划分为五类
本分类还给出了对岩体稳定性（隧洞岩体 自稳时间）以及对应的岩体c,φ值，建议值。
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巴顿岩体质量分类(Q分类)
Q Jw RQD J r Jn J a S RF
三、
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
•
日本池田和彦于1969年提出了日本铁路隧道围 岩强度分类。首先将岩质分六类，在根据弹性 波在岩体中的速度，将围岩强度分为七类。
4、按岩体综合指标分类
（二）岩体的岩土力学分类 由毕昂斯基(Bieniaski1974)提出“综合特征 值”-RMR值分类0<RMR<100 （在欧美流行）
RMR
5、我国工程岩体分级标准中是根据哪些因 素对岩石基本质量进行修正的？（ ）。 ①地应力大小； ②地下水； ③结构面 方位； ④结构面粗糙度。 （A）①，④ （B）①，② （C）③ （D）①，②，③ 6、某岩石、实测单轴饱和抗压强度 RC=55MPa，完整性指数KV=0.8，野外鉴 别为原层状结构，结构面结合良好，锤 击清脆有轻微回弹，按工程岩
（2）岩体的完整性，结构面产状、密度、声波等。 （3）水文状态（软化、冲蚀、弱化） （4）地应力 （5）其它因素（自稳时间、位移量） 其中：岩性是最重要因素 返回
简易分类 在现场凭经验和观察就可以确定.表3-4
二、
几种典型分类
1、按岩石的单轴抗压强度RC分类 用岩块单轴抗压强度进行分类，简单、早期， 因此在工程上采用了较长的时间(普氏系数)。 （一）岩石单轴抗压强度分类
表5-7 岩石抗压强度与岩体评分值R1的对应关系
（2）岩石质量指标RQD由修正的岩芯采取率确定
表5-8 对应于RQD的岩体评分值R2
（3）对应于节理组间距的岩石评分值R3，
（4）与节理状态相关的岩体评分值R4，
（5）与地下水状态相关的岩体评分值R5
（6）岩体工程的稳定性与节理方向是否有利关 系很大，所以最后提出，来考虑节理方 向对工程是否有利来修正前五个评分之和。(R6)
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 度（RC）
表 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。
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)
习题
选择题 1、在我国工程岩体分级标准中，软岩表示岩石 的饱和单轴抗压强度为（ ）。 （A）15~30MPa （B）<5MPa （C） 5~15MPa （D）<2MPa 2、我国工程岩体分级标准中岩体完整性确定是 依据（ ）。 （A）RQD （B）节理间距 （C）节理密度 （D）岩体完整性指数或岩体体积节理数
体分级标准确定该岩石的基本质量等级为 （ ） （A）I级（B）II级（C）III级（D）IV级 问答题 1、为什么要进行工程岩体分类？
参考答案
1、C 2、D 3、D 4、B 5、D 6、B
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K1 为地下水影响修正系数，由表查得＝0.1； 其中：
K 2 为主要软弱结构面产状影响修正系数，由表查得＝
0.5；
K 3 为初始应力状态影响修正系数，由表查得＝0.5。
所以：
[ BQ] 383 100(0.1 0.5 0.5) 273
（4）查表（岩体基本质量分级表）
该岩体质量级别最终确定为Ⅳ级。 所以，本题答案选（B）。
3、按岩体完整性分类 （一）按岩石质量指标
RQD 分类 （Rock Quality Designation） 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。