岩体工程分类.ppt

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；2分类应该是定量的，以便于用在技术计算和制定定额上；3分类的级数应合适，不宜太多或太少，一般都分为5～6级；4工程岩体分类方法与步骤应简单明了，数字便于记忆，便于应用；5由于目的、对象不同，考虑的因素也不同。各个因素应有明确的物理意义，并且还应该是独立的影响因素。一般来说，为各种工程服务的工程岩体分类须考虑节理和岩块的工程质量、风化程度、地下水、岩体的各种物理力学参数、地应力、工程规模和施工条件。,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,3.按岩石质量指标RQD分类（Deere1963年提出并完善）,,l岩芯单节长，,L同一岩层中的钻孔长度,国内现状；国外现状。,表4-7按RQD大小的岩体工程分级,岩石的RQD与岩石完整性关系密切，RQD与体积节理数Jv之间存在以下统计关系,,4.按岩体弹性波（纵波）速度分类,表4-8日本铁路隧道围岩分类,日本池田和野1969年提出。,岩质分级表,5.节理岩体的RMR分类方法,该法是由南非的Bieniawski在1976年提出后经过多次修改，逐渐趋于完善的一种综合分类方法。,分类依据下列参数,1完整岩石材料的强度；,2岩石质量指标（RQD）；,3节理间距；,4节理状况；,5地下水状况。,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,表4-12节理走向和倾角对隧道开挖的影响,表4-11RMR岩体分类级别的含义,,地下开挖体未支护跨度的稳定时间与RMR指标的关系,6.隧道质量指标Q,,分类指标Q的计算公式,Jn节理组数；Jr节理粗糙度系数；Ja节理蚀变影响系数；Jw节理水折减系数；SRF应力折减系数。,RQD／Jn,岩块尺寸,Jr/Ja,岩块间的剪切强度,Jw/SRF,主动应力,,为了把隧道质量指标与开挖体的形态和支护要求联系起来，又规定了一个附加参数，称为开挖体的‘当量尺寸’De,开挖体支护比取值,表4-13隧道质量指标Q详细分类标准,表4-13隧道质量指标Q详细分类标准,根据Q指标的大小把岩体分成九类，分别描述为异常差、极差、很差、差、一般、好、很好、极好、异常好,1）不支护；2）局部锚杆；3）系统锚杆；4）系统锚杆及40-100mm厚的无纤维喷射混凝土；5）50-90mm后的纤维喷射混凝土及锚杆；6）90-120mm后的纤维喷射混凝土及锚杆；7）120-150mm后的纤维喷射混凝土及锚杆；8）150mm以上的纤维喷射混凝土、钢拱架、锚杆；9）模注混凝土,RMR比较重视结构面的方位和倾角，但未考虑到岩体的应力。,Q系统不考虑节理方位，但考虑了最不利节理组的特性，粗糙度和蚀变影响均代表了岩体的抗剪强度。,RMR与Q系统的优缺点,二者都认为结构面方位和倾角的影响都远比通常预想的要小。,RMR9logeQ44,二者关系,使用条件,RMR适合于浅埋的坚硬岩体；Q系统的适用范围更广，也可用于破碎的软弱富含水岩体。,7.我国工程岩体分级标准（GB50218-94）,1工程岩体分级的基本方法,,,,分类指标岩石的坚硬程度；岩体的完整性,岩石的坚硬程度用岩石饱和单轴抗压强度衡量，加工标准试件，按饱和强度测定方法，在室内用压力机测定。,岩体的完整性用岩体完整性系数衡量，用声波仪测定，按以下公式计算,若没有条件测定波速，也可用单位岩体中的节理数求Ｋｖ,Sn第n组节理每米长测线上的条数；Sk每立方米岩体非成组节理条数。,表4-15Jv与Kv对照表,若没有条件测定岩石的单轴饱和抗压强度，可根据点载荷试验换算。,岩体基本质量指标BQ,岩石单轴饱和抗压强度的兆帕数值；,Kv岩体的完整性系数。,表4-17岩体基本质量分级,岩体基本质量指标修正值[BQ],,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。,主要软弱结构面产状影响修正系数K2,地下水影响修正系数K1,,初始应力状态影响修正系数K3,,岩体物理力学参数,结构面抗剪断峰值强度,地下工程岩体自稳能力,岩体质量评价及其分类的发展趋势,1采用多因素综合指标的岩体分类。在分类中力求充分考虑各种因素的影响和相互关系，重视岩体的不连续性，把岩体的结构和岩石质量因素作为影响岩体质量的主要因素和指标；2向定性和定量相结合的方向发展；3利用简易岩体力学测试（如钻孔岩心、波速测试、点荷载实验等）研究岩体特性，初步判别岩类，减少费用昂贵的大型试验，使岩体分类简单易行；4重视新理论、新方法在岩体分类中的应用。计算机等先进手段的迅速发展，使一些新理论、新方法（如专家系统、人工智能、模糊评价等）相继应用于岩体分类中，出现了一些新的分类方法；5强调岩体工程分类与岩体力学参数估算的定量关系的建立，与工程岩体处理方法、施工方法相结合。,