文档介绍：岩体力学ROCKMASS MECHANICS
吴文兵
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第五章工程岩体分类
§ 概述
§ 工程岩体分类
§ 我国的工程岩体分类标准
§ 工程岩体分类的具体应用
§ 概述
定义
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。
步骤
(1)确定岩体分类系统的最终目的
(2)确定所用参数的范围与标准
(3)确定岩体指标所用的数学方法
(4)为最终目的校核岩体指标值
影响工程岩体性质的主要因素
岩石强度
岩体结构
水的影响
具体工程问题的特殊因素
§ 工程岩体分类
类别
岩块分类
σc (MPa)
岩石类型举例
A
极高强度
>200
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
类别
Et/σc分类
Et/σc
H
高模量比
>500
M
中等模量比
200~500
L
低模量比
<200
一、岩块的工程分类
(一)迪尔和米勒的双指标分类
分类指标:岩块抗压强度(σc)、模量比(Et/σc)
(二)岩块强度分类
分类指标:新鲜岩块的饱和单轴抗压强度
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
>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
次硬岩石
30~60
软质岩石
次软岩石
5~30
粘土岩、页岩、千枚岩、绿泥石片岩、云母片岩等
极软岩石
<5
(三)岩块质量系数分类
分类指标:岩块质量系数
S=[(σcwEtw)/(σcsEs)]1/2
σcw 、Etw为岩块的饱和单轴抗压强度与弹性模量
σcs 、Es为规定的软质岩石的饱和单轴抗压强度与弹性模量。分别取σcs=30MPa,Es=*103MPa。
类别
描述
S值
优
很坚硬
>4
良
坚硬
4~2
中等
半坚硬
2~1
差
软弱
1~
坏
很软弱
<
二、岩体的工程分类
(一)RQD分类
缺点:没有考虑岩体中结构面性质的影响和岩块性质的影响及
综合作用效应。
(二)岩体地质力学分类(RMR类)
由比尼卫斯基(Bienawski,1973)提出,后经多次修改,于1989年发表在《工程岩体分类》一书中。
分类指标:岩块强度、RQD值、节理间距、节理条件及地下水5类指标
分类步骤:
(1)根据各类参数的实测资料,按表5-6A的标准评分
(2)求和得总分RMR值。
(3)然后按表5-6B和表5-7的规定依节理方位对岩体稳定是否有利做适当修正。
(4)最后用修正后的总分对照表5-6C求得所研究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。
缺点:不适用于强烈挤压破碎岩体、膨胀岩体和极软弱岩体。
(三)Q分类
由巴顿(Barton,1974)等人提出,其分类指标为岩体质量指标:

式中:RQD为岩石质量指标,定义为大于10cm的岩心累计长度与钻孔进尺长度之比的百分数;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。