第五节岩体的工程分类
岩土工程分类与分级
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岩土工程分类与分级
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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岩土工程分类与分级
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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岩土工程分类与分级
•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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岩土工程分类与分级
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。
•强度特性
•最主要是抗剪强度
•c
m
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•
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 岩土工程分类与分级
•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。
《岩体力学》第二章岩块和岩体的地质特征
第二章岩块和岩体的地质特征第一节概述岩体与岩块本质的区别：①岩体中存在有各种各样的结构面；②不同于自重应力（场）的天然应力场和地下水。
第二节岩块一、岩块的物质组成（substance composition）1．岩块（rock or rock block）指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元。
国内外，有些学者又称为结构体（structural element）、岩石材料（rock material）及完整岩石（intact rock）等等。
2．岩石（rock）具有一定结构构造的矿物（含结晶和非结晶的）集合体。
3．岩块的力学性质一般取决于组成岩块的矿物成分及其相对含量。
造岩矿物五大类：含氧盐、氧化物及氢氧化物、卤化物、硫化物、自然元素。
其中，含氧盐中的硅酸盐、碳酸盐及氧化物类矿物最常见，构成99.9%的岩石。
（1）硅酸盐类矿物：长石、辉石、角闪石、橄榄石及云母和粘土矿物等。
①长石、辉石、角闪石和橄榄石，硬度大，呈粒、柱状晶形，如含此类矿物多的岩石：花岗岩、闪长岩及玄武岩等，强度高，抗变形性能好。
多生成于高温环境，易风化成高岭石、水云母等，无以橄榄石的基性斜长石等抗风化能力最差，长石、角闪石次之。
②粘土矿物：属层状硅酸盐类矿物，主要有高岭石、水云母（伊利石）和蒙脱石三类，具薄片状或鳞片状构造，硬度小。
含此类矿物多的岩石如粘土岩、粘土质岩，物理力学性质差，并具有不同程度的胀缩性。
（2）碳酸盐类矿物是石灰岩和白云岩类的主要造岩矿物。
岩石的物理力学性质取决于岩石中CaCO及酸不3溶物的含量。
CaCO含量↑，如纯灰岩、白云岩等强度高，抗变形和抗风化性能比较好；3泥质含量↑，如泥质灰岩、泥灰岩等，力学性质较差；硅质含量↑，岩石性质将娈好。
碳酸盐类岩体中，常发育岩溶现象。
（3）氧化物类矿物以石英最常见，是地壳岩石的主要造岩矿物。
硬度大，化学性质稳定。
石英↑，岩块的强度和抗变形性能明显增强。
4．岩块的矿物组成与岩石的成因及类型密切相关（1）岩浆岩：多以硬度大的粒柱状硅酸盐、石英等矿物为主，物理力学性质一般很好。
工程岩体等级划分
ห้องสมุดไป่ตู้
2、 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）
二）岩体的工程分类
1、RQD分类 2、岩体地质力学分类（RMR分类） 3、巴顿岩体质量分类（Q分类）
1、RQD分类 迪尔（Deere,1964）根据金刚石钻进的岩芯采取率，
提出用RQD值来评价岩体质量的优劣。 RQD值的定义是：大于10cm的岩芯累计长度与钻孔进
30 RMR 55
可知，岩体的变形模量为5.62-13.34GPa。 在该岩体中开挖5m直径的隧道,平均自稳时间为1周，而在该 岩体中开挖直径为10m的隧道，隧道围岩有发生失稳的可能性较 大，建议对其进行支护如下： （1）锚杆间距0.5-1.5m加钢筋网，需要时拱顶喷30-50mm混凝土 （2）拱顶喷100-150mm边喷50-100mm混凝土，加钢筋网与锚杆 （3）轻型-中型支架间距0.7-2.0m，在拱顶加喷0-50mm混凝土
举应用实例 位于地下200m处的泥岩包含3组主要的结构面 第一组结构面为层面，其特点为强风化，表面较粗糙，产 状为180°∠10°，该组节理条件评分为15； 第二组结构面为节理面，其特点为中等风化，表面较粗糙， 产状为185°∠75°，该组节理条件评分为21； 第三组结构面为节理面，其特点为中等风化，表面较粗糙， 产状为90°∠80°，该组节理条件评分为21； 岩石抗压强度为55Mpa，RQD值为60%，平均裂隙宽度为 0.4m； 试用RMR系统为岩体进行分类，估算岩体力学参数，评估 由东向西开挖10m隧道的稳定性，若隧道围岩稳定性差，并提 出初期支护方案。
-12
4043
III
一般 岩体
节理 面2 5 10 9 21 7-10
土的工程分类工程岩体分类演示文稿
围岩岩石强度和地下水。 把围岩分为六类。
9
2、我国其他工程部门关于坑道围岩质量和 稳定性的岩体分类
（1）水利系统岩体的工程分类（按岩体质 量指标M）
如表1.13
M(vpm)2(RwEw)(Rd)(Rw) vpr RsEs Rf Rf
10
(2)基建工程兵系统的岩体分类 采用岩体稳定性指标W： 如表1.14
4
5
碎石土分为：漂石或块石、卵石或碎石、 圆砾或角砾。
砂土可分为：
6
二、粘性土的分类 粘性土的特征为： 1 具有粘性和可塑性； 2 具有胀缩性； 3 压缩性和抗剪强度于其含水量有着密切
的关系； 4 具有结构性。
7
8
1.5工程岩体分类
根据岩体的地质特征和力学性质把自然岩 体，按照工程建筑的需要归并为若干类 别。
岩石强度、钻孔岩石质量、地下水条件、 裂隙面间距、裂隙特征和裂隙方位。
14
15
类 按结构类型分类、岩层层厚分类和岩体整
体性分类如表。
18
19
W Rb 2C
B(B SH)
11
3、其他的岩体分类 （1）巴顿的岩体质量指标Q 如表1－15
Q(RQ)D(Jr )( Jw ) Jn Jd SRF
12
（2）谷得振的岩体质量分类 采用岩体质量系数Z来评价岩体质量的优劣 如表1－16
Z fS
13
（3）岩体按地质力学的分类 根据RMR指数，这一指数考虑了六种因素：
1
还有水利水电规范分类等。 一、无粘性土的分类
2
3
• 无粘性土的特征为： 1 颗粒肉眼可见 2 无粘性 3 具有单粒结构 4 压缩性和抗剪强度主要取决于其密实度 5 现场原状土样极难取得。 无粘性土又可分为砾类土（土中大于砂粒
第五章工程岩体的分类-PPT精品文档
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2）分类种类
原则的、大致的分类，未针对专门的工程领域， 供各学科领域各部门安全使用的分类。 （2）专用分类：
（1）通用分类：
专为某项工程目的服务的分类，考虑因素少一些， 深入、细致。
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二、工程岩体分类原则
（1）确定种类。
（2）定量—便于使用。
范 围 采用值 最小值
>0.8 0.8 0.6
0.5~0.8 0.65 0.5
0.3~0.6 0.45 0.3
<0.4 0.3 —
可接收距离 （ m）
范 围 最小值
5~10 3
3~5 2
1~3 1
<1 —
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表5-6 日本铁路隧道围岩分类
围 岩 强 度 分 类 1 岩 质
和夹层等的关系。 孔隙率、吸水率 各向异性，平行层面>垂直层面（<1.67） 变化（压力大，速度）
结构面的存在使波速下降。
中科院地质所分类（见下表5-5）
4 类：块状结构、层状结构、碎裂结构、散体结构。 指标：波速Vp；岩土体/岩块，Vp之比；波可接收距 离（m）。
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主要是强度和变形性质，一般用室内岩块试验的单 轴抗压强度Rc 来反映 。
（2）岩体的完整性
反映结构面的产生及面内充填物法，一般2种方法或 指标。
①直接法：结构面的充填物及结构面形状、分布规律。
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例：节理组数、间距、切割度Xe、裂隙度K、体积裂隙率。
②间接法：岩体弹性纵波速度。
岩体工程分类
2 .岩体分类的现状
按包含因素多少：单因素分类法、多因素分类法 按目的：综合性分类法、专题性分类法
国内现状； 国外现状。
3.按岩石质量指标RQD 分类（Deere
1963 年提出并完善）
RQD ?
?
l
? 10cm ? 100%
L
l ——岩芯单节长，
? 10cm
L ——同一岩层中的钻孔长度
表4-7 按RQD 大小的岩体工程分级
表4-9 节理岩体的RMR分类标准
表4-10 按节理产状修正评分值
节理走向和倾向 非常有利 有 利 一 般 不 利 非常不利
隧道
0
评分 修正值
地基
0
边坡
0
-2
-5
-10
-12
-2
-7
-15
-25
-5
-25
-50
-60
表4-12 节理走向和倾角对隧道开挖的影响
走向垂直于隧道轴线 沿倾向掘进 反倾向掘进
岩体工程分类 1 岩体分类的目的
1 将岩体分成形态类似的组； 2 对了解岩体特性提供可靠的依据； 3 对解决实际工程问题，提供必要的定量数据，以
便进行岩石工程的规划和设计； 4 为学术交流提供有效的共同基础。 基本要求： 1 条款简单明确； 2 以容易测量的实测参数为基础。
工程岩体分类的原则
1 确定类级的目的和使用对象；
内摩擦角 粘聚力 φ （°） C（MPa）
变形模量 E（GPa）
泊桑比 υ
Ⅰ
>60
>2.1
>33
<0.2
Ⅱ
>26.5 60~50
2.1~1.5
33~20 0.2~0.25
岩体工程地质性质
散介质的岩体结构，一般是工程清
挖的对象。
三、岩体的工程地质质量分类
作为工程建筑的地基、围岩或是材料的岩体，因为
其岩石质量不同，岩体结构类型不同，岩体结构面类型也
有差异，再加上水的参与，风化作用的影响等等，使岩体
质量的评定因素十分复杂。但为了满足工程建设的实际需
要必须对岩体的工程地质质量进行分类。
1．岩石质量指标（R、Q、D—Rock, quality designation）分类
一、岩体结构面类型
指切割岩石的所有地质界面，如岩层面、断层面、节理面等。 依据结构面成因将其分为三种类型。 1．原生结构面：与岩石同时形成，如层面、片理，收缩裂隙。
2．次生结构面：岩石形成后叠加形成的，节理面，断层面等。
3．软弱结构面：是一类特殊的结构面，特指岩体中具有一定
厚度的结构面。它可以是原生的，也可以是次生的，工程地质 勘察中应予以特别重视。如砂岩中的泥岩夹层，花岗岩中的裂 隙风化带等。
弹塑性变形 --褶皱
弹脆性变形 --断层
（1）微裂隙压密阶段：岩石中微裂隙 在荷重下压密，此阶段δ 变化小而ε 变 化大 （2）弹性变形阶段：裂隙进一步密合， 不产生新裂隙，δ 、ε 近乎同步增加（曲 线外切线近45°），最高点称弹性极限抗
δ
屈服点
ε
压强度，亦称屈服点。
（3）裂隙发展和破坏阶段：新裂隙产生并发展，δ 增加不 多，而ε 快速增加，直至最高点，岩石发生整体破坏，此点的 δ 值称单轴极限抗压强度。 （4）峰值后阶段：岩石大变形，δ 下降至稳定。
（1）整体结构：即完整岩体，强度高、力学性质稳定。 （2）块状结构：整体强度高、
块度均匀，与完整岩体相近。 （3）镶嵌结构：块度具有显著两分性，但整体强度仍较高。
第五章 工程岩体分类
4
不采用
5～25
2
不采用
1～5
1
不采用
﹤1
0
第二节 工程岩体代表性分级简介
（2）岩石质量指标RQD由修正的岩芯采取率确定
对应于RQD的岩体评分值R2
表5-8 由岩芯质量指标所确定的岩体评分值R2
RQD（%） 90～100 75～90 50～75 25～50
评分值
20
17
50
8
﹤25 3
第二节 工程岩体代表性分级简介
3.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。
第一节 工程岩体分级目的与原则
二.工程岩体分级原则
1.针对工程性质的不同，应采用不同的 分级体系; 2.尽可能采用定量分级; 3.分级不宜太多，常用（4-6）级; 4.分级方法简捷;
第一节 工程岩体分级目的与原则
三、工程岩体分类的独立因素分析 5.采用独立的因素作为分级依据:
1）岩石材料的质量 2）岩体的完整性 3）水的影响 4）地应力 5）某些综合因素
第二节 工程岩体代表性分级简介
（1）与岩石抗压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。
表5-7 由岩石单轴抗压强度所确定的岩体评分值R1
点荷载指标
单轴抗压强度
（Mpa）
（MPa）
评分值
＞10
工程岩土与测试：我国常用的岩体分类
岩体工程分类
附录：地下工程岩体自稳能力的确定
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；
按岩体的基本质量指标BQ进行 初步分级
对BQ值进行修正
按修正后的BQ值进行详细分级
地应力 地下水 结构面
岩体工程分类
1）岩体基本质量分级：
• 认为岩石的坚硬程度和岩体完整程度所决定的岩体基本质 量，是岩体固有的属性，是有别于工程因素的共性。岩体 基本质量好，则稳定性也好；反之则差。
• 岩石的坚硬程度和岩体的完整程度，应采用定性划分和定 量指标两种方法确定。
较软岩，岩体破碎； 软岩，岩体较破碎或破碎； 全部极软岩及全部极破碎岩
>550 550～451 450～351
350～251
<250
岩体工程分类 2)工程岩体质量指标BQ的修正与分级
• 工程岩体的稳定性，除与岩体基本质量的好坏有关外，还 受地下水、主要软弱结构面、初始地应力场的影响。结合工 程特点，考虑各种影响因素来修正岩体基本质量指标BQ值， 作为不同工程岩体分级的定量依据。
软岩
<5 极软岩
• 岩体完整程度的定量指标：采用实测岩体完整性指数Kv来确定，而岩体完整性 指数是用弹性波试验资料确定。
岩体完整程度划分表
岩体完整性系数（Kv） >0.75
0.75～0.55 0.55～0.35 0.35～0.15
岩石的工程分类
第五节岩体的工程分类二、岩体的工程分类1、岩体质量分级（《工程岩体分级标准》GB50218-94）分级指标：岩体基本质量指标BQBQ=90+3σcw +250 Kv当σcw＞90Kv＋30时，令σcw＝90Kv＋30当Kv＞0.04σcw＋0.4时，令Kv＝0.04σcw＋0.4 Jv与Kv对照表Jv(条/m3)＜33~1010~2020~35＞35Kv＞0.750.75~0.550.55~0.350.35~0.15＜0.15分级方法：（1）按岩体基本质量指标BQ进行初步分级；（2）根据天然应力、地下水和结构面方位等对BQ进行修正；（3）按修正后的［BQ］进行详细分级。
岩体质量分级基本质量级别岩体质量的定性特征岩体基本质量指标(BQ)Ⅰ坚硬岩，岩体完整＞550Ⅱ坚硬岩，岩体较完整；较坚硬岩，岩体完整550~451Ⅲ坚硬岩，岩体较破碎；较坚硬岩或软、硬岩互层，岩体较完整；较软岩，岩体完整450~351Ⅳ坚硬岩，岩体破碎；较坚硬岩，岩体较破碎破碎；较软岩或软硬岩互层，且以软岩为主，岩体较完整较破碎；软岩，岩体完整较完整350~251Ⅴ较软岩，岩体破碎；软岩，岩体较破碎破碎；全部极软岩及全部极破碎岩＜250岩石坚硬程度按下表划分。
岩石坚硬程度划分表岩石饱和单轴抗压强度σcw(MPa)＞6060~3030~1515~5＜5坚硬程度坚硬岩较坚硬岩较软岩软岩极软岩岩体破碎程度按下表划分。
岩石完整程度划分表岩体完整性系数Kv＞0.750.75~0.550.55~0.350.35~0.15＜0.15完整程度完整较完整较破碎破碎极破碎当地下洞室围岩处于高天然应力区或围岩中有不利于岩体稳定的软弱结构面和地下水时，岩体BQ值应进行修正，修正值［BQ］按下式计算：[BQ]＝BQ－100(K1＋K2＋K3)K1-地下水影响修正系数；K2-主要软弱面产状影响修正系数；K3-天然应力影响修正系数。
岩体的工程地质性质及岩体工程分类
▪第一节 岩体的结构特征 ▪第二节 岩体的力学性质 ▪第三节 岩体的工程分类
第一节 岩体的结构特征
一、结构面的成因类型
(一)地质成因类型 ❖ 原生结构面 ❖ 构造结构面 ❖ 次生结构面 (二)力学成因类型 ❖ 张性结构面 ❖ 剪性结构面
结 构 面
岩体结构面的类型及其特征
结构面组合关系的分析可用赤平投影、立体投影 和三角几何计算法等进行。
四、结构体特征
• 结构体(structural element)指岩体中被结构面切 割围限的岩石块体。它不同于岩块的概念。
• 结构体的规模取决于结构面的密度，密度愈小，结 构体的规模愈大,与结构面对应,划分为五级。
• 常用块度模数（单位体积内的Ⅳ级结构体数) 或结 构体体积来表示结构体规模。
13(12(tC gjj ct3gt)gsij)n2
（二）结构面的连续性
• 结构面的连续性反映结构面的贯通程度。 • 1、线连续性系数：指沿结构面延伸方向，结构面各
段长度之和(Σa)与测线长度的比值。
a K1
a b
K1变化在0～1之间，K1值愈大说明结构面的连续性愈
好，当K1＝1时，结构面完全贯通。 2、面连续性系数：指沿结构面延伸方向，结构面面
程度有关 • 结构面的剪切刚度，
随法向应力的增大 而增大，随结构面 的规模增大而降低。
二、岩体变形参数的测定及变形曲线类型
原位岩体 变形试验
静力法 动力法
承压板法 钻孔变形法 狭缝法 水压洞室法 单(双)轴压缩试验法 声波法 地震波法
• 静力法的基本原理：在选定的岩体表面、 槽壁或钻孔壁面上施加法向荷载，并测 定其岩体的变形值；然后绘制出压力-变 形关系曲线，计算出岩体的变形参数。
岩体的工程地质分类
岩体的工程地质分类为了评价岩体质量，了解硐室及巷道围岩的稳定性，合理选择开挖方案，设计合理的支衬方案，必须正确对岩体进行分类。
大量试验表明，岩体的纵波速度与抗压强度（Re）成近于正比关系（图3.2.1）。
因此，强度高——声速较高。
另外，岩石成因类型、结构面特征，风化程度等地质因素直接影响岩体的力学性质，而岩体的力学性质又与声波在岩体中的传播规律有着密切的关系。
岩体进行工程地质分类的声学参数：纵波速度Ｖρ，杨式弹性模量E ，完整性参数Ｋŵ、裂隙参数Ｌś、风化系数β、衰减系数α。
1、纵波速度岩体新鲜、完整、坚硬致密————波速高岩体破碎、结构面多、风化严重————波速低2、完整性系数和裂隙系数完整性系数w K2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=石体p p wV V K裂隙系数s L222石体石p p p s V V V L -=Vp石：无裂隙完整岩石的纵波速度；Vp体：有裂隙岩体的纵波速度。
表4.2.1所示，可将岩体分为五个等级3、风化系数根据岩体波速随岩体风化而减小的特点：新风新p p p V V V -=β新p V ：新鲜岩体的纵波速度 风p V ：风化岩体的纵波速度根据β，可将岩体分为四级4、衰减系数衰减系数可反映岩体节理裂隙的发育程度。
im A A x ln1∆=αm A ：其中最大振幅值i A ：固定增益时，参与比较的各测试段的实测振幅值△x ：为发射换能器至接收换能器的距离即测试长度当mA =iA ，α=0表明该段岩体在参与比较的各测试段中质量最好,越小,α就越大,表明该段岩体质量越差。
因此,衰减系数不仅可用作岩体分类的指标,而且还用于圈定工程爆破引起的围岩破裂影响范围等方面。
土与岩石的工程分类
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• 处理方法：
• 一是按岩石的硬度、研磨性等选择钻头类 型。一般在50MPa的岩石用铣齿式牙轮钻 头钻软到中硬岩石。也可用PDC钻头钻硬 岩石。钻塑性和粘结性岩石用自洗式牙轮 钻头等。
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• 二是钻进速度选择。在有岩石节理存在， 影响控向时，可减缓钻进速度，缓慢通过 此区域。
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• 二、土的来源
• 土是指覆盖在地表的没有胶结或弱胶结的 颗粒堆积物。土与岩石的区别在于颗粒胶 结的强弱，有时也有难以区分的情况。
• 土根据来源可分为：有机土和无机土。
• 无机土：是指岩石风化后形成的天然土， 是岩石风化后的产物。
• 有机土：是指腐殖土，主要是由植物完全 或部分分解的堆积物具有高压缩性、低强 度
• 3、岩石的弹性和塑性：物体在外力作用下 产生变形，撤销外力后变形随之消失，物 体恢复到原来的形状和体积的形状称为弹 性；而外力撤消后，物体变形不能消失的 性质称为塑性。
• 4、岩石的研磨性：是指钻进时岩石磨损破 碎工具的能力。
• 5、岩石的可钻性：是指在一定钻进方法下， 岩石抵抗钻头破坏它的能力
• 在扩孔作业时：可采用板式扩孔器，如遇 砾砂石，可配动力钻具驱动高扭矩钻头。 采用高分散泥浆等。
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• 三、黏性软地层
• 黏性软地层，在钻进或扩孔过程中，必须将其切 削和挤压将其破碎。
• 主要存在的问题：孔洞形状的保持、钻头方向的 控制、防止泥包钻头等。
• 解决的方法： • 1）提高泥浆的切力和压力，降低泥浆的黏度。 • 2）采用比钻一般地层大一些的钻头，同时将斜节
• 1）应以隔绝的方法处理：如预先放置套管 或采用混凝土人工岩进行处理
第五章工程岩体分类
第五章⼯程岩体分类第五章⼯程岩体分类第⼀节分类的⽬的与原则为了便于异地试验成果、施⼯经验及研究成果的交流，合理地进⾏岩体⼯程的设计、施⼯，保证⼯程的安全和稳定，需要进⾏岩体分类。
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。
⼀、分类的⽬的（1）进⾏岩体质量评价，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和参数。
（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。
⼆、分类原则（1）有明确的岩体⼯程背景和适⽤对象。
（2）尽量采⽤定量参数或综合指标，以便于⼯程技术计算和制订定额时采⽤。
（3）分类的级数应合适，⼀般分五级为宜。
（4）分类⽅法与步骤应简单明了、分类参数容易获取、分类中的数字便于记忆和应⽤。
（5）根据适⽤对象，选择考虑因素。
选择有明确物理意义、对岩体质量和危岩稳定性有显著影响的分类因素。
趋势：“综合特征值”分类法。
即，多因素综合考虑，以及定量与定性、动态与静态相结合进⾏分类。
三、分类的控制因素⼯程岩体分类⽅法虽然多达⼏⼗种，但通常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）岩⽯强度是岩体固有的承载能⼒天然属性．是评价⼯程岩体稳定性的重要参数。
表⽰岩⽯强度的参数，通常由室内岩块试验获得，包括岩⽯的抗压强度、抗拉强度和杭剪强度等。
岩⽯的单轴抗压强度试验简单、参数直观、便于记忆、使⽤⽅便、符合⼯程岩体分类原则，因此⼏乎所有的⼯程岩体分类都⽤岩⽯的单轴抗压强度作为分类指标。
（2）岩体的完整性，结构⾯产状、密度、声波等。
通过对岩体性质的学习可知，岩体的完整性取决于岩体内结构⾯的空间分布状态、分布密度、开度、充填状态及其充填物质的特性等因素。
它直接影响岩体⼯程质量的优劣和⼯程围岩的整体稳定性，所以岩体完牲性的定量指标是表征岩体⼯程性质的重要参数。
地质学基础第七章岩体
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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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当结构面走向与边坡走向成直交时，稳定坡角最大，可 达90°；当结构面走向与边坡走向平行时，稳定坡角最 小，即等于结构面的倾角。
图 7—23 结构面走向与边坡走向成直交
图 7—24 结构面走向与边坡走向平行
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2. 力学讨论
滑动面上岩体的内摩擦角
滑动面上岩体的粘聚力
K F Ntg cL G costg cL
结构分析图解法——赤平极射投影
图 7—15 赤平极射投影原理
图 7—16
图 7—17
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表 7—12
图 7—18 吴尔夫投影网
图 7—19
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(一) 一组结构面的分析
1.结构分析
①当岩层（结构面）的走向与边 坡的走向一致时：
边坡的投影为弧AMC
J1与坡面AC倾向相反 ，边坡稳定。 J2与坡面AC倾向相同 ，但其倾角
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。
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岩体工程分类的原则: (1)确定分类的使用对象是为适用于某一类工程、某 种工业部门或生产领域专门目的编制的，还是为各 学科或国民经济各部门等通用目的编制的;
(2)分类应该是定量的,并且其级数应合适;
(3)在对岩体进行工程分类时，由于目的对象不同，考虑 的因素也不同。一般必需考虑的有岩性、岩体结构 及构造特征、风化程度、水文条件以及初始地应力 状态等具有明确的物理意义和独立影响的因素;
L
低模量比
＜200
（3）综合二者，将岩块划分成不同类别，如AH(高模量 比极高强度岩块)、BL(低模量比高强度岩块)等。
2 、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 分类方法：按下表分为2大类4亚类。
岩块强度分类表
类别
亚类
饱和单轴抗压 强度(MPa)
代表性岩石
硬质岩 石
极硬岩石 次硬岩石
＞60 30~60
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
软质岩 石
次软岩石 极软岩石
5~30 ＜5
粘土岩、页岩、千枚岩、绿泥石片岩、 云母片岩等
二、岩体的工程分类
由于岩体的特征十分复杂，目前在国际上、工程 岩体分类趋向于利用多种测试方法和手段去获取岩体 的多项定量指标，并对各参数给以不同的评分，最后 划分和确定岩体工程质量的好坏，以便根据分类要 求，判定类别，采取相应工程措施。 4. 岩体的工程分类 1、岩体质量分级
2、洞室围岩分类
3、岩体地质力学分类
4、巴顿岩体质量分类
B3
石英岩、辉长岩、玄武 岩
B
高强度
100~200
大理岩、花岗岩、片麻 岩
C
中等强度
50~100
砂岩、板岩
D
低强度
25~50
煤、粉砂岩、片岩
E
极低强度
1~25
白垩、盐岩
（2）按Et/σc将岩块按下表分为3类。 岩块模量(Et/σc)分类表
类别
Et/σc分类
Et/σc
H
高模量比
＞500
M
中等模量比
200~500
第五节 岩体的工程分类 · 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。
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。
(4)工程岩体分类的方法与步骤应简单明了，便于工程应 用。
一、岩块的工程分类 1、Deere &Miller 双指标分类
分类指标：岩块抗压强度（σc）、模量比（Et/σc）
分类方法：
（1）按σc将岩块按下表分为5类。
岩块抗压强度(σc)分类表
类别
岩块分类
σc(MPa)ຫໍສະໝຸດ 岩石类型举例A极高强度
＞200