岩体分类.ppt

,ByRiver.sun,岩体分类,目录,4.1岩体分类的必要性和原则4.2工程岩体分类的独立影响因素4.3几种有代表性的分类方法4.3.1按岩石试件的单轴抗压强度分类4.3.2按巷道岩石稳定性分类4.3.3按岩体综合指标分类4.4我国工程岩体分级标准GB50218-94,4.1工程岩体分类的必要性和原则,应该与所涉及的工程性质，即与使用对象联系起来。尽可能采用定量的参数，以便于减少人为因素的影响。分类的级数应合适，不宜太多或太少，一般4-6级。步骤和方法应简单明了。各个因素应有明确的物理意义并且尽量是独立的影响因素。,为什么非得要进行岩体质量分类挺麻烦的，不搞可以不可以答案是不可以,（1）设计施工的需要,（2）计算的需要,不分段分区对岩体分类，设计施工没有办法搞。这里是有点好岩石，那里有点坏岩石，到底整体如何，要支护和加固吗,搞什么模型更能反映实际情况均质、各向同性，弹性体、塑性体，还是散体区别可大了......,（2）计算的需要,搞什么模型更能反映实际情况均质、各向同性，弹性体、塑性体，还是散体区别可大了......,不分段分区对岩体分类，设计施工没有办法搞。这里是有点好岩石，那里有点坏岩石，到底整体如何，要支护和加固吗,（2）计算的需要,搞什么模型更能反映实际情况均质、各向同性，弹性体、塑性体，还是散体区别可大了......,（1）设计施工的需要,不分段分区对岩体分类，设计施工没有办法搞。这里是有点好岩石，那里有点坏岩石，到底整体如何，要支护和加固吗,（2）计算的需要,搞什么模型更能反映实际情况均质、各向同性，弹性体、塑性体，还是散体区别可大了......,（3）HokeBrown把具体工程和别人的经验结合起来，岩体分类就起到了桥梁作用，使得工程师把从别的工程得来的经验和自己的工程结合起来。,4.1工程岩体分类的必要性和原则,例如***岩石类别********稳定性***********************计算方法****I稳定，埋深大地应力高，注意岩爆弹性理论II基本稳定，可能产生掉块，一般不支护弹性理论III较不稳定，局部楔体破坏，局部锚杆塑性状态，考虑松动圈IV或V不稳定，破碎岩石、断裂带，系统锚杆散体理论*******************************************************************,*某达人曾说，你若能自如玩岩体及分类，你掌握了岩石工程的精华之精华,*工程岩体分类的目的，是从工程实际需要出发，对工程建筑物基础或者围岩的岩体进行分类，并根据其好坏，进行相应的试验，赋予它必不可少的计算指标参数，以便于合理的设计和采用相应的工程措施，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，达到经济、合理、安全的目的,4.1工程岩体分类的必要性和原则,4.2工程岩体分类的独立影响因素,1、岩石材料的质量。主要表现在岩石的强度和变形性质方面。（单轴抗压强度/点载荷试验）2、岩体的完整性。岩体完整性取决于不连续面的组数和密度。可用结构面频率、间距、岩心采取率、岩石质量指标RQD以及完整性系数作为定量指标进行描述。这些定量指标是表征岩体工程性质的重要参数。（弹性波速试验、结构面统计特征）*、结构面条件。包括结构面产状、粗糙度和充填情况。岩体的工程性质主要取决于结构面的性质和分布状态以及其间的充填物性质。*、岩体及结构面的风化程度。风化程度越高，岩体越破碎，强度越低。（花岗岩风化程度研究程度较深，标贯击数风化程度）4、地下水的影响。渗流，软化，膨胀，崩解，静、动水压力等。5、地应力。地应力难于测定，它对工程的影响程度也难于确定，因此，其影响一般在综合因素中反映。,4.3.1按岩石试件的单轴抗压强度分类,1、普氏分类法（即普罗托季亚科诺夫分类法,1907年，解放初使用，土建施工定额使用）普氏分类在我国曾应用较广。主要是考虑岩性，而未考虑岩体构造和围岩完整性。以岩石试件的单轴抗压强度作为分类依据，根据普氏坚固性系数f将岩石分为十级。f值越大，岩体越稳定。式中Rc岩石单轴抗压强度，Mpaf≥20为1级，最坚固；f≤0.3为第10级，最软弱。优点形式简单，使用方便。缺点反映的是开挖的难易程度，未考虑岩体的完整性、岩体结构特征对稳定性影响，故不能准确评价岩体的稳定性。,4.3.1按岩石试件的单轴抗压强度分类,1、普氏分类法,4.3.1按岩石试件的单轴抗压强度分类,1、普氏分类法,这种方法曾在我国较长时期内得到广泛的应用。目前有些单位仍应用此分类。但在长期工程实践中，发现这种分类与其计算方法存在严重的缺陷。1.它主要是为估计土石工程的工作量、确定施工开挖定额服务的。因此它只能说明岩石开挖的难易程度，不能全面反映岩体的稳定性。2.ｆkp值以岩石强度为基础，大量工程实践证明，决定岩体稳定性的主要因素是岩体结构特性，即它的完整性，在分类中虽然也规定要根据岩石的物理状态（风化的、破碎的）划归于较低一类去，这样给确定ｆkp值带来了很大的主观臆断性。我国各部门由于工程特点不同，确定ｆkp值标准也不同。甚至在同一地点对同一洞室的岩石，不同的人可以得出相差很大的ｆkp值。3.分类等级较多，给使用上带来不便。由于选用的ｆkp值不同，相应计算得到的围岩压力也相差很大。当ｆkp２和ｆkp４时，则压力可相差近一倍。4.普氏压力计算公式根据松散体理论而得，而地下洞室多位于坚硬及中等坚硬以上较完整的岩体中，理论假设前提与客观实际相差太大。一般来说，在坚硬地层中围岩压力公式计算结果偏大，而在松散地层中计算结果偏小。,4.3.1按岩石试件的单轴抗压强度分类,1、普氏分类法的缺点,2、岩石单轴抗压强度分类我国工程界按岩石单轴抗压强度将岩体分为四类,4.3.1按岩石试件的单轴抗压强度分类,3、按照岩石点载荷强度指标分类（伦敦地质学会Franklin分类）,4.3.2按巷道岩石稳定性分类,1、斯梯尼（Stini）分类1950，德文出版的隧道工程地质教科书,2、前苏联巴库地铁分类1979年,1、按岩芯质量指标（RQD）分类（RockQualityDesignation）蒂尔（Deer,1968提出根据钻探时岩芯完好程度来判断岩体的质量，对岩体分类。式中li所取岩芯中≥10cm长度的岩芯段的长度；L钻进岩芯的总长度，m。,4.3.3按岩体完整性分类,Jv体积节理数，当90Kv30时，应以RC90Kv30代入上式计算Q值；当Kv0.04RC0.4时，应以Kv0.04RC0.4代入上式计算Q值,4.4我国工程岩体分级标准GB50218-94,公式中Ｋv值的大小是与岩体体积裂隙数Ｊv有关。它的含义是单位岩体体积内的节理裂隙（结构面）数目（条／ｍ3），并按下表所列的Ｊv值来确定大Ｋv值。Ｋv值也可用声波测试按照前述计算公式确定。,4.4我国工程岩体分级标准GB50218-94,Ｊv与Ｋv对照表表8－24,注岩体体积节理数Ｊv系单位岩体体积内的节理（结构面）数目,2岩体基本质量分级B、岩体基本的确定,4.4我国工程岩体分级标准GB50218-94,注1.岩石坚硬程度按前述表格的单轴抗压强度划分；2.岩体完整程度定量指标应采用实测的岩体完整性系数Ｋv值按前述表划分；当无法取得实测值时，也可用岩体体积节理数Ｊv按前述表确定Ｋv值。,3、工程岩体质量分级的确定在确定了岩体基本的基础上，根据下式进行修正，以确定工程岩体的质量分级式中[BQ]岩体基本质量指标修正值；K1地下水影响修正系数；K2主要软弱结构面产状影响修正系数；K3初始应力状态影响修正系数。修正以后仍然可以按照前述表格评价岩体,4.4我国工程岩体分级标准GB50218-94,4.4我国工程岩体分级标准GB50218-94,地下水影响修正系数Ｋ1,,主要软弱结构面产状影响修正系数K2,高初始应力区岩体开挖主要现象K3,4、工程岩体质量分级的应用1）工程岩体基本级别一旦确定，可以按照下表选用物理力学参数,4.4我国工程岩体分级标准GB50218-94,注小塌方塌方高度6m，或塌方体积100m3,4.4我国工程岩体分级标准GB50218-94,4、工程岩体质量分级的应用地下工程自稳能力,4.1岩体综合调查方法,沿暴露面调查,4.1岩体综合调查方法,沿暴露面调查,