岩土工程分类与分级
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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。
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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。
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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。
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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
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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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岩体结构(rock mass structure) = 结构面 (structural plane) +结构体(structural element)
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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）。
（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
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4、几种代表性的分类方案
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岩体结构类型及工程性质
整体块状结构：整体强度高。 层状结构：强度和变形特性具各向异性特点。 碎裂结构：岩体完整性破坏大。 散体结构：工变形特性
变形模量 弹性模量
E0 p e
Ee e
图 7—5 应力——应变曲线
图 7—6 岩石的弹性变形
《岩土工程勘察规范》(GB50021－2001)
根据岩块的饱和单轴抗压强度标准值 的坚硬程度:
图 7—1 岩石的三种抗剪强度试验
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变形指标 弹性模量(modulus of elasticity)： 是应力与弹性应变的比值。 变形模量(modulus of deformation)： 是应力与总应变的比值。 泊松比(poisson’ratio)： 是横向应变与纵向应变比值。
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2.影响岩石工程性质的因素
内部因素（岩石的地质特征）
• 矿物成分 • 结构 • 构造
外部因素
• 水的作用 • 风化作用
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3.岩石的工程性质评述
岩浆岩
• 深成侵入岩具结晶结构，晶粒粗大均匀，力学强度 高。一般是良好的建筑地基和天然建筑石材。但由于 多种矿物结晶组成，抗风化能力较差。 • 浅成侵入岩特别是脉状岩体穿插于不同的岩石中， 易蚀变风化，使其强度降低、透水性增大。 • 喷出岩若具有气孔构造、流纹构造及发育有原生裂 隙，透水性较大。多呈岩流状产出，岩体厚度小，岩 相变化大，对地基均一性和稳定性影响大。
7.1岩石和岩体的工程分类
一.岩石的工程性质
物理性质(physical properties)
重度（密度）(unit weight)：岩石单位体积的重力（质量）。 有干重度、湿重度和饱和重度之分。 比重(相对密度)(specific gravity)：固体岩石的重力（质量） 与同体积水在4ºC时重力（质量）的比值。 空隙率( porosity)：岩石中空隙的体积与岩石总体积的比值。
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沉积岩
• 火山碎屑岩由细小火山灰组成，水理性质差。 • 沉积碎屑岩受胶结物成分和胶结类型影响显著。 • 黏土岩浸水后易软化和泥化，还可能有膨胀性。对
工程极为不利，但可作隔水层和防渗层。 • 化学岩和生物化学岩具不同程度的可溶性，易渗漏。
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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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流变性:
指在恒定条件下，应力或变形随时间而变化的特性。 蠕变(creep):
在一定应力下,变形随时间 持续增长。 松弛(relaxation):
在变形保持一定时,应力随 时间逐渐减小。
图 7—8 不同应力条件下岩体的蠕变曲线
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强度特性
最主要是抗剪强度
m
cm
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
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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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软化性：指岩石在水的作用下强度降低的性质。软化系 数(softening coefficient)为岩石在饱水状态下的极限抗压强 度与风干状态下强度之比。<0.75是强软化的岩石，工程 性质较差。 渗透性(permeability)：指岩石允许水透过的能力。 溶解性(dissolubility)：指岩石溶解于水的性质。 抗冻性(frost resistance)：指岩石抵抗冰劈作用的能力.抗 压强度降低率<(20％～25％)的岩石是抗冻的。 崩解性(disintegration)：指黏土质岩石吸水膨胀的性质。
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结构面： 存在于岩体中的各种地质界面。分为：
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岩体中的软弱夹层
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结构面特征
形态、平整光滑度 张开度和充填程度
连通性 密集程度 产状和组数 规模
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结构体类型
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
图 7—2 结构体的类型 (a)方柱（块）体； (b)菱形柱体；(c）三棱柱体 ；(d)楔形体；(e)锥形体;(f)板状体;(g)多角柱体;(h)菱形块体
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。
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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。
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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。
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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
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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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岩体结构(rock mass structure) = 结构面 (structural plane) +结构体(structural element)
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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）。
（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
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4、几种代表性的分类方案
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岩体结构类型及工程性质
整体块状结构：整体强度高。 层状结构：强度和变形特性具各向异性特点。 碎裂结构：岩体完整性破坏大。 散体结构：工变形特性
变形模量 弹性模量
E0 p e
Ee e
图 7—5 应力——应变曲线
图 7—6 岩石的弹性变形
《岩土工程勘察规范》(GB50021－2001)
根据岩块的饱和单轴抗压强度标准值 的坚硬程度:
图 7—1 岩石的三种抗剪强度试验
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变形指标 弹性模量(modulus of elasticity)： 是应力与弹性应变的比值。 变形模量(modulus of deformation)： 是应力与总应变的比值。 泊松比(poisson’ratio)： 是横向应变与纵向应变比值。
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2.影响岩石工程性质的因素
内部因素（岩石的地质特征）
• 矿物成分 • 结构 • 构造
外部因素
• 水的作用 • 风化作用
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3.岩石的工程性质评述
岩浆岩
• 深成侵入岩具结晶结构，晶粒粗大均匀，力学强度 高。一般是良好的建筑地基和天然建筑石材。但由于 多种矿物结晶组成，抗风化能力较差。 • 浅成侵入岩特别是脉状岩体穿插于不同的岩石中， 易蚀变风化，使其强度降低、透水性增大。 • 喷出岩若具有气孔构造、流纹构造及发育有原生裂 隙，透水性较大。多呈岩流状产出，岩体厚度小，岩 相变化大，对地基均一性和稳定性影响大。
7.1岩石和岩体的工程分类
一.岩石的工程性质
物理性质(physical properties)
重度（密度）(unit weight)：岩石单位体积的重力（质量）。 有干重度、湿重度和饱和重度之分。 比重(相对密度)(specific gravity)：固体岩石的重力（质量） 与同体积水在4ºC时重力（质量）的比值。 空隙率( porosity)：岩石中空隙的体积与岩石总体积的比值。
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沉积岩
• 火山碎屑岩由细小火山灰组成，水理性质差。 • 沉积碎屑岩受胶结物成分和胶结类型影响显著。 • 黏土岩浸水后易软化和泥化，还可能有膨胀性。对
工程极为不利，但可作隔水层和防渗层。 • 化学岩和生物化学岩具不同程度的可溶性，易渗漏。
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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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流变性:
指在恒定条件下，应力或变形随时间而变化的特性。 蠕变(creep):
在一定应力下,变形随时间 持续增长。 松弛(relaxation):
在变形保持一定时,应力随 时间逐渐减小。
图 7—8 不同应力条件下岩体的蠕变曲线
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强度特性
最主要是抗剪强度
m
cm
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
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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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软化性：指岩石在水的作用下强度降低的性质。软化系 数(softening coefficient)为岩石在饱水状态下的极限抗压强 度与风干状态下强度之比。<0.75是强软化的岩石，工程 性质较差。 渗透性(permeability)：指岩石允许水透过的能力。 溶解性(dissolubility)：指岩石溶解于水的性质。 抗冻性(frost resistance)：指岩石抵抗冰劈作用的能力.抗 压强度降低率<(20％～25％)的岩石是抗冻的。 崩解性(disintegration)：指黏土质岩石吸水膨胀的性质。
12/49
结构面： 存在于岩体中的各种地质界面。分为：
13/49
岩体中的软弱夹层
14/49
结构面特征
形态、平整光滑度 张开度和充填程度
连通性 密集程度 产状和组数 规模
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结构体类型
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
图 7—2 结构体的类型 (a)方柱（块）体； (b)菱形柱体；(c）三棱柱体 ；(d)楔形体；(e)锥形体;(f)板状体;(g)多角柱体;(h)菱形块体