文档介绍：第五章工程岩体分类 1 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、对岩体第五章工程岩体分类 2 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。( 3 )水稳状态(软化、冲蚀、弱化) 水对岩体的影响在前面已提及, 包括两个方面: 一方面是岩石及结构面充填物的物理化学作用, 使其物理力学性质劣化; 另一方第五章工程岩体分类 3 面是水与岩体在相互耦合作用下的力学效应, 包括裂隙水压力与渗流动水压力等力学作用效应, 直接影响岩体下程的稳定性。在工程岩体的分类中通常根据岩体的单位出水量来修正分类指标, 用软化系数来表示岩体强度的降低程度。( 4 )地应力岩体的变形、破坏, 工程的稳定性均与地应力有关, 所以. 地应力应该是工程岩体分类中的重要因素之一。但因其地应力测量困难、存在区域性、无法用统一指标描述, 故通常并没有作为独立因素考虑。( 5 )其它因素(自稳时间、位移率) 围岩的稳定性是以上各因素的综合反映。分类中, 通常用自稳时间( 开挖至冒落或塌方的时间) 反映工程的稳定性。或用工程顶部沉降(位移)量来反映工程的稳定性。二者是易测得直观参数。其中: 岩性是最重要因素四、分类方法按分类目的,可分为综合性分类和专题性分类两种; 按分类所涉及的因素多少, 可分为单因素分类法和多因素分类法两种。本章分别介绍几种典型的单因素和多因素分类方法。第二节工程岩体的单因素分类一、按岩块的单轴抗压强度分类是最基本、最简单、应用最广泛的分类方法。而且常用的多因素综合分类中一般都将岩块的单轴抗压强度作为重要因素考虑。第五章工程岩体分类 4 如:普氏强度分类法; 迪尔和米勒 1966 年提出的按干岩块单轴抗压强度分类方法( 表 5-1 ): 我国《岩土工程勘察规范》( GB 50021-94 ) 参考迪尔方法,以新鲜岩块饱和单轴抗压强度为指标, 将岩块也分为五类:见 P12 1表 2-9 。二、按岩体波速分类岩体波速( 弹性波在岩体中的传播速度) 与岩体的均匀性和完整性密切相关。一般: 岩体越致密、完整, 波速越大; 岩体中结构面越多波速越小。因此,可按波速将岩体进行完整性分类。岩体中传播的弹性波分为纵波( P )和横波( S), P 波为压缩, S 波为剪切波, P 波速度较快,便于测试,因此岩体分类时一般用 P 波。将同一岩性的岩体波速和岩块波速值班的平方定义为岩体完整性系数 K ,又称裂隙系数。第五章工程岩体分类 5 2????????? pr pmv vK pmv ——弹性波在岩体内的传播速度; prv ——弹性波在岩块内的传播速度; 在我国《岩土工程勘察规范》( GB 50021-94 )中, 按岩体完整性系数 K ,将岩体的完整程度分为五类: P121 表 2— 10。三、按岩石体质量指标( RQD )分类 1963 年美国学者迪尔提出了岩石质量指标分类方法,后来又逐步完善。 RQ