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刘佑荣 中国地质大学工程学院

第 5 章 工程岩体分类. 一、概述 二、工程岩体分类 三、我国的工程岩体分类 四、工程岩体分类的应用. 刘佑荣 中国地质大学工程学院. 一、概述. 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。 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 。. 分类标准、方法.

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  1. 第5章 工程岩体分类 一、概述 二、工程岩体分类 三、我国的工程岩体分类 四、工程岩体分类的应用 • 刘佑荣 • 中国地质大学工程学院

  2. 一、概述 • 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。 • 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. 分类标准、方法 • 岩体条件 岩体类型 岩体力学参数和工程设计、施工参数。 • 分类因素:岩性、结构面特征、岩体完整性、地下水特征等。 • 分类方法：单因素分类、多因素分类、定性、定量分类、专用分类、通用分类等。

  4. 二、工程岩体分类 • 一)、岩块工程分类 • 1、Deere &Miller 双指标分类 • 分类指标：岩块抗压强度（c） • 模量比（Et/c）

  5. 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）

  6. 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）

  7. 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尺长度之比的百分数。据RQD值将岩体分类5类 表5-5RQD分类表 RQD分类由于没有考虑岩体中结构面性质的影响，也没有考虑岩块性质的影响及这些因素的综合效应。因此，仅运用这一分类，往往不能全面反映岩体的质量。

  8. 2、岩体地质力学分类(RMR分类) • 分类指标：岩块强度、RQD值、节理间距、节理条件及地下水 • 方法： • （1）根据各类指标的数值，按表中A的标准评分，求和得总分RMR值。 • （2）按表的规定对总分作适当的修正 • （3）用修正后的总分对照表中C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。

  9. 3、巴顿岩体质量(Q)分类 • 分类指标：Q值 • RQD为岩石质量指标； Jn为节理组数； • Jr为节理粗糙系数； Ja为节理蚀变系数； • Jw为节理水折减系数； SRF为应力折减系数。 • JW/SRF表示水与其它应力存在对岩体质量的影响 • RQD/ Jn为岩体的完整性； • Jr/Ja表示结构面(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。

  10. 三、我国的工程岩体分类 1、岩体结构分类 2、岩体质量分级 3、洞室围岩分类

  11. 1 岩体结构分类

  12. 2、 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BQ BQ=90+3σcw +250 Kv • 当σcw＞90 Kv＋30时，以σcw＝90Kv＋30和Kv代入 • 上式计算BQ值； • 当Kv＞0.04σcw＋0.4时，以Kv＝0.04σcw＋0.4和 • σcw代入上式计算BQ值。 Jv与Kv对照表

  13. 分级方法：首先，按岩体基本质量指标BQ进行初步分级； 然后，考虑天然应力、地下水和结构面方位等的影响对BQ进行修正，再按修正后的［BQ］进行详细分级。

  14. 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：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。

  15. 影 响 修 正 系 数(K1、K2、K3)表

  16. 根据修正值［BQ］的工程岩体分级仍按表进行,各级岩体的物理力学参数和围岩自稳能力可按表确定根据修正值［BQ］的工程岩体分级仍按表进行,各级岩体的物理力学参数和围岩自稳能力可按表确定

  17. 3、 洞室围岩分类（《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GBJ86-85） • 分类指标：岩体结构、结构面发育特征、岩石强度及岩体声学性质、 • 优点：给出了毛洞自稳性的工程地质评价，给出了各类围岩的喷锚支护设计参数及围岩物理力学性质的计算指标。

  18. 四、工程岩体分类的应用 工程岩体分类广泛应用于岩体参数估算、稳定性评价与治理设计。 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。

  19. 根据以上条件，查岩体地质力学分类表可得到各组节理的RMR值如下表：根据以上条件，查岩体地质力学分类表可得到各组节理的RMR值如下表：

  20. 该岩体RMR值为40-55。由表5-6可知，该岩体为一般岩体，岩体的内聚力为200-300kPa，内摩擦角为25-35°；该岩体RMR值为40-55。由表5-6可知，该岩体为一般岩体，岩体的内聚力为200-300kPa，内摩擦角为25-35°； 根据RMR评分与岩体变形模量之间的经验关系： 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

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