) 巴顿 于 1 9 , 1994 年 对地应 力影 响 系数 S R F 进行 了 9 3
岩石质量描述
很好 的 好的
不 足的
单轴抗压强度 凡(州 a) 田
90 ~ 10 0 75 ~ 90
V I m
50 ~ 75
25 ~ 50 0~ 25
劣的 极 劣的
(2 按 岩石稳定 性指标 进行分类川 :J. R Ege 于 ) 1968 年提出了这一分类 , 用 以评价钻孔岩芯的岩石质 量 他采用一个方程算出岩石的稳定指标 , 作为岩石的
分类依据 方程为:
修正 , 修正后的 Q 系统不但适用于浅埋 隧洞 , 也适用于 深埋及超深埋隧洞 这一阶段 Q 系统得 到 了补充完
稳定性指标数值~ 0.1 又岩芯丢失量 (岩芯采取长
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西 部探 矿工 程
善[ ] 3
程地质的分 类方法 , 简称 H C 分类 及主要结构面产状为修正因素 据进行围岩类别划分
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西部探矿工程
岩体 工程地质 分类评价方法
李晓斌 , 马 斌 , 王吉成2
1 ( .西安理工大学水电学院, 陕西 西安 71 0 8 ; 2. 中国水电七局京沪高铁第三标项 目 , 四川 郸县 6 1 30 0 4 部 1 7 ) 摘 要 :介绍 了岩土工程地质分类的历史 现状 存在的 问题和今后 的发展方向 按岩石 的力学性质
过各因子组合进行 岩体分 级 ;1979 年 , 谷德 振 黄鼎成
究岩体时 , 成为其分类基础的工程地质模 型也会改变 比如分类范围小时可能为 A 级的 良好岩体模型, 但其 范围如扩大几倍时可能变为节理裂隙较发育的 C H 或 C M 级的岩体模 型 又如深度 , 在浅层 中风化程度 含 水状态及裂隙宽度等左右岩体的物理性质, 而深层 中, 岩体的节理裂隙发育程度及其形状所带来 的影 响可能 更大 2 ( ) 在岩体分类时用肉眼观察的项 目, 只能根据其 露头 探坑及钻探得到的岩心 , 因此 多是一维或二维空 间上的研究 , 很难表现三维空间 某些问题如风化程度 是由表面到深部 , 由节理裂 隙面到 内部的渐变 ,强度高的 中等强度的
强度低的 强度极低的
传统的分类方法是定性分析和用少数几个固定 的 评价指标或简单的数学表达式进行岩体质量定量分级 , 难以准确全面地概括 所有情 况, 只有 以定量分析为基
< 28
表3 完整岩块的模t 比等级 等级
H M L
础, 结合定性分析才能有效地综合评判岩体质量特征
1.2 现今常用的分类方法 进人 2 世纪 7 年代后 , 岩体质量分类的研究由定 0 0
描述 模量比高的 模量比中等的
模量 比 R /凡
> 500
20 0 ~ 50 0
性到定量 由单因素向多因素方向发展
1973 年 Bi aw ski提出 T R M R 分类系统 , R M R eni 分类 , 即 !岩体评分 ∀, 又称地质力学系统 , 早期主要用于
模量比低的
< 200
此处模量 比中的 E 为极 限强度 5 % 时的切线模 0
量
隧洞等地下洞室围岩分类, 目前也被逐渐推广至边坡 坝基等工程 的岩体分类 , 在国内外得到了广泛的应用 它给出了一个总的岩体评分值(R M R )作为衡量岩 体工程质量 的!综合特征值 ∀, 原理是通过对 6 个参数对 岩体质量的贡献的综合进行分类 这 6 个参数为:& 岩 石的单轴抗压强度 ;∋ 岩石质量指标 ;( 结构面间距 ;) 结构面状况 ;∗ 地下水状况 ;+结构面方位 在具体评 价时 , 因为不 同参数对岩体综合质量的重要性不同, 因 此对不 同的参数及其每一参数不同的变化值 范围赋予 了不 同的权 值, 评分值 越好 , 则岩体质 量越好 R M R 分类方法的不足之处在于: & 没有考虑地应力 , 更没有 考虑高地应力 ;∋ 没有考虑高外水压力
的 (m r) # 混凝土拱衬砌 (castc nerete arehes, 简称 C C A ) , o 等 2 世纪 8 年代初开始 , 用水拌合 钢纤维喷混凝 0 0 土[S (f ) , r 加锚杆 的支护成为挪威洞室永久支护的主 要方法 经过十多年的实践 , 这种支护概念下的混凝土 技术和经验得到 了明显改进 格姆 斯坦德 (G r m sta i d
分类名称
很 弱的
弱的
符号
VW
W
单位 :kg/ m Z c
< 7 0
70一200
中等强 度的
坚强 的 很坚强 的
MS
5 VS
200~ 700
700~ 1400 > 1400
注 :岩石抗 压强度系数按澳大 利亚标准 试验 性岩石 ,试 样的长轴垂直于结构面
对平 面各 向异
目 前工程中的岩体分类方式 , 大体上可分为根据勘 察所得到的诸分类因素综合起来判定 分类 , 将岩体划 分为 A B C 等等级 的方法与将诸因素数据化 , 评点进 行分类的两种方法
(2)米勒 (M i l l er)和迪 尔 (D eere)对完 整岩石 的分 类(按岩石强度及模量比的分类 ), 这一分类是以岩石的 单轴抗压强度和模量 比为基础 的 按单轴抗压强度可
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2009 年第 12 期
以把岩石分为 5 类 , 如表 2 表 3 # z [ 所示
表2 完整岩块的强度(R )等级 C
1.1 传统的分类方法 在 2 世纪 6 年代 以前, 围岩的分类主要以岩石强 0 0 度这一单一指标为基础, 归纳起来 , 主要有以下几种 :
1.1.1 按岩石的力学性质划分 (1)S a l d n , D H .按无侧 限抗压强度 的岩石分 t P eo . 类 , 如表 1 所示
表 1 无侧 限抗压 强度变化范 围
1994 年 , 挪威 学 者 B r on 提 出 的 Q 系统法 , 用 a t
按照上述两种分类依据所做的岩石分类结合起来, 就把完整岩石分成 A M , B , B H , C M , 等 L 3 ( )前苏联的普洛托季亚科夫的按岩石坚 固系数 f
的分类[ :这一分类方法按 f值将岩石和土分为 1 个 j 1 0 等级 , 该法在当时得到了广泛的应用
2 2.1
此外 , 该方法未考虑高外水压力
因
对岩石 的软化效应对 Q 值的影响 , 以及静弹性模量 地 震波速与影响范围的关系 ;) 对软弱破碎岩石挤压作 了 补充说明 ,认 为当埋深 H > 35 Q ,/ 时 , 岩石可能会被挤 0 3 出;∗ 对支护类型 不喷混凝土 区的锚杆间距也做 了一
些调整, 缩小了不喷混凝土 区的锚杆间距等 ;+给 出了
1 分类 方式 与 方法
按分类的目的可分为:将岩体分为数等级, 以绝对 数据评价其特征性的方法 ;将对象限定 为隧洞 坝址等 来评价岩体好坏的方法;还有象桥基等从其设计立场出
发 , 为分析而将重点放在建造岩体模型上的方法 ;以及 象隧洞 边坡工程那样将重点放在其施工上的方法等 最 近 又 出现 了岩 体 分 类 的专 家 系 统 以及 导 人 F u z 集合理论来 进行岩体分类 该种分类方 法的好 z y 处是 , 可使初级技术人员也能进行与专家等 同或接近 的 分类工作 , 且使普通分类方式作业中经常发生的个人差 别降低到最低限度, 提高分类质量
质和频率 具体的分类如表 4 2# 1 所示
表 4 岩石质t 指标 ∃ Q D % R 等级分类
等级
U n 工 丫
R Q D 节理组数 节理面的粗糙面 节理 面的蚀变系数 节理水折减系数 应力折减系数等六项参数计算岩体质
量指标 Q 值, 将岩体质量分为 5 个级别
Q 系统 的发展总是与施工技术 支护 技术相 联系 0 2 世纪 7 年代 , 隧洞埋藏深度较浅且 跨度较 小, 0 支护方法主要是素喷混凝土 (pl n sh ot e, 简称 S) ai eret 挂网喷混凝土[steel一m esh rei o reed shot nf erete 简称 S
SR F 的取值进行了补充说 明, 并开始探索有效应力 水
度 岩体完整程度及结构面状态为基本 因素 , 以地下水 以基 本因素和修正因 素的累计得分为基本判据 以围岩强度应力比为限定判 该方法 的主要缺点在 于在考虑高地应力对 围岩类 别的影响时 , 简单地采取 了降级的处理方法 , 势必影响 围岩分类的精度
度比钻进 长度短 缺 的数量 ) + 每尺长 度 内 的裂 隙数
+ 0.IX 破碎岩芯量(短于 7.scm 的岩芯碎块 的长度 )
等级
B C D A E
描述
单轴抗压强度
C R ( M P a)
> 2 25
112 ~ 22 5 56 ~ 1 12 28 ~ 56
+ 风化数值 (由新鲜至严重风化 的数值依次取 1~ 4 + ) 硬度数值(由硬到软依次取 1一4) 通过该公式将岩石分为 1 个顶级 , 每级相差 1, 介 0 于 8 和 1 之间,最好的岩石数值< 8 , 软弱岩石的数值 8
划分 或者岩体质量分类的传统方式与方法;现今常用的分类方法及主要 问题 , 指 出了今后 的发展 方 向 并分析 了水利 电力 铁路等各行业按其特 定的需要与 目的, 加入各种各样的分类因素 , 制定 出适 合行业特点的分类方法与基准, 且 以某种形式将其反映到工程设计与施工中 关键词 :岩体分类;历史;现状;存在问题 ; 发展方向 中图分类号 : U 42 T 文献标识码 :A 文章编号 :1004一5716(2009)12一0013一04
1.1.2 按岩石或者岩体质量分类 (∀ 按岩石质量指标 (R Q D )的分类 :D e e 和 M I e r Ur e 1963 年提出了这一分类 该方法是以修正的钻孔岩 芯采取率来决定 , 其要点是根据钻取的岩芯长度大于 0 1 cm 的岩芯的累计 长度与钻孔长度的比 显然 , R Q D 值的大小决定于岩石 的固有强度和岩体 中结构面的性