岩石力学基础教程 教学课件 作者 侯公羽 第5章 工程岩体的分类.ppt

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1、第5章工程岩体的分类5.1工程岩体分类的目的与原则5.1.1分类的目的工程岩体分类的目的，是从工程的实际需求，对工程建筑物基础或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，以便于合理地设计和采取相应的工程措施，达到经济、合理、安全的目的。根据用途的不同，工程岩体分类有通用的分类和专门的分类两种。总之，工程岩体分类是为一定的具体工程服务的，是为某种目的编制的，它的分类内容和分类要求是要为分类目的而服务。5.1.2工程岩体分类的原则（1）确定类级的目的和使用对象。考虑适用于某一类工程、某种工业部门或生产领域；是通用的，还是为专门目的而编制的分类。（2）分类应

2、该是定量的，以便于用在技术计算和制订定额上。（3）分类的级数应合适，不宜太多或太少，一般都分为五级，从工程实用来看，这是恰当的。（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。进行工程岩体分类，一般应考虑以下几个方面：5.1.3工程岩体分类的独立因素分析1.岩石材料的质量3.水的影响2.岩体的完整性在岩体分类中能定量地反映结构面影响因素的方法有二：一为结构面特征的统计结果。二为岩体的弹性波(主要为纵波)的速度。水对岩体质量的影响，主要表现为两个方面：一是使岩石及结构面充填物的物理力学性质恶化，二是沿岩体结构面形成渗透，影响岩体的稳定

3、性。4.地应力5.某些综合因素5.2工程岩体代表性分类简介5.2.1按岩石的单轴抗压强度()分类1.岩石单轴抗压强度分类解放初，我国工程界按岩石单轴抗压强度分类可分为四类，分类具体见表5.1。表5.1岩石按抗压强度分类2.以点荷载强度指标分类此分类分别由伦敦地质学会与Franklin等人提出，见图5.1。图5.1点载荷强度指标分类1—煤；2—石灰岩，大理岩；3—泥岩；—硬粘土；4—砂岩；5—混凝土；6—白云岩；7—石英岩；8—火山岩；9—花岗岩5.2.2按巷道岩石稳定性分类1.Stini分类Stini于1950年根据巷道岩石的稳定性进行分类，如表5.2所示。他将岩石分为九类，还附有岩石载荷

4、和稳定性现象的有关说明。表5.2Stini分类2.前苏联巴库地铁分类表5.3按岩层稳定性分类5.2.3按岩体完整性分类1.按岩石质量指标RQD（RockQualityDesignation）分类岩石质量指标，即RQD(RockQualityDesignation)。RQD是以修正的岩芯采取率来确定的。岩芯采取率就是采取岩芯总长度与钻孔长度之比。而RQD，即修正的岩芯采取率是选用坚固完整的、其长度等于或大于10cm的岩芯总长度与钻孔长度之比，并用百分数表示，即（5.1）式中：为岩芯单节长，≥10cm；为同一岩层中的钻孔长度。工程实践说明，RQD是一种比岩芯采取率更好的指标。根据它与岩石质量之

5、间的关系，可按RQD值的大小来描述岩石的质量，如表5.4所示。表5.4按RQD大小的岩石工程分级岩石的RQD与岩石完整性关系密切，RQD与体积节理数之间存在下列统计关系，并与岩块大小关系密切：对于≤4.5，RQD=100。（5.2）2.以弹性波(纵波)速度分类中国科学院地质所根据他们对岩体结构的分类，列出了弹性波在各类结构岩体中传播的特性，如表5.5所示。表5.5各类结构岩体中的弹性波传播特性日本池田和彦经过近10年时间，对日本的大约70座铁路隧道进行了地质、施工以及声波测试结果的调查，于1969年提出了日本铁路隧道围岩强度分类。首先，他将岩质分成A，B，C，D，E，F六类，再根据弹性波在

6、岩体中的速度，将围岩强度分为七类(见表5.6)。表5.6日本铁路隧道围岩分类5.2.4按岩体综合指标分类1.Frankin岩石工程分类Frankin等人提出双因素分类，见图5.3。他将岩体坚固性分为非常高(EH)、很高(VH)、高(H)、中等(M)、低(L)、很低(VL)六类。图5.3Franklin的岩石工程分类法EH—非常高；VH—很高；H—高；M—中等；L—低；VL—很低；—点荷载指标2.岩体的岩土力学分类岩体的岩土力学分类是由Bieniawski在1974年提出的，它给出了一个总的岩体评分值(RMR)作为衡量岩体工程质量的“综合特征值”，它随着岩体质量从0递增到100。岩体的RMR

7、值取决于五个通用参数和一个修正参数，这五个通用参数取决于岩石抗压强度（），岩石质量指标RQD()，节理间距（）、节理状态()和地下水状态（），修正参数取决于节理方向对工程的影响。把上述各个参数的岩体评分值相加起来就得到岩体的RMR值：RMR=+++++(5.3)（1）岩石的强度可以用标准试件进行单轴压缩来确定。为了便于分类，也可以对原状岩芯试样进行点荷载试验，由此所得的近似抗拉强度来确定值。岩石抗压强度与岩体评分值的对应