岩体分类与方法.ppt

3.2 岩体分类理论与方法－主要内容 1 岩体分类的目的和意义 2 岩体分类的原则 3 分类的独立因素 4 几种典型的分类理论和方法 3.2 岩体分类的理论与方法 3.2.1 分类的目的与意义 （1）分析、评价工程岩体稳定性的需要。 （2）为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额和概预算提供必要的基本依据。 （3）便于设计、施工方法的总结,交流,推广。 （4）为便于行业内技术改革和管理。 体现：安全、经济、发展的思想，岩体分类是岩石力学研究领域的重要基础性课题。 举例说明 3.2.2. 分类原则 (1）有明确的类级和适用对象（专题性的、综合性的)。 （2）根据适用对象，选择考虑因素（单因素、多因素）。 （3）有定量的指标。 （4）类级一般分五级为宜。 （5）分类方法简单明了、数字便于记忆和应用。 发展趋势：“多因素、综合特征值”分类法 3.2.3 分类的独立因素 （1）岩石材料的质量（强度指标）。 （2）岩体的完整性，密集度、切割度、连续性等。 （3）岩体结构面产状与岩体工程的相对空间位置关系等。 （4）地下水（软化、冲蚀、降低有效正应力、c、φ） （5）地应力（大小、最大主应力方向） （6）其它因素（自稳时间、位移率） 其中（1）（2）是岩石基本质量，（3）－（6）是考虑工程岩体特点的其它因素 3.2.4 几种典型岩体分类理论和方法 1.按岩石的单轴抗压强度σc分类 岩石普氏系数(f=σc/10)分类法 （Ｍ．Ｍ．Продотьяконов ，1907 ） 2.按岩体完整性分类 a.按岩石质量指标 RQD 分类 （Rock Quality Designation） 迪尔（Deere,D.U.) , 1963提出, 又与裂隙特性联系1967, 1969 美国伊利诺斯大学（Illinois University）教授 规定：内径56mm 金刚石钻头 RQD是选用坚固完整的、其长度大于等于10cm的岩芯总长度与钻孔长度的比，百分数表示为： 用RQD值来描述岩石的质量分级 b. 以弹性波（纵波）速度分类 依据：弹性波速变化来反映岩体结构特性和完整性。 ② 中科院地质所根据岩体结构的分类，列出了弹性波在各类岩体中传播特性。 ③ 日本，池田和彦，1969年提出了日本铁路隧道围岩分类； 先将岩质分6类,再根据弹性波在岩体中的速度,将围岩分为7类 ① 岩体的地质力学分类（CSIR分类) 毕昂斯基(Bieniaski,1973)提出RMR(Rock Mass Rating)值分类法 南非科学和工业委员会（CSIR) 2）岩石质量指标RQD评分R2 4）与节理状态相关的岩体评分值R4 5）与地下水状态相关的岩体评分值R5 @ 1973，南非科学和工业委员会（CSIR) 毕昂斯基(Bieniaski)提出RMR计算式 @ 1979年，提出修正RMR计算式 @ 为什么要考虑节理方向对工程是否 有利（R6 ）修正前五个评分之和 ？ @ 看下面的几幅图的情况，如何？ 6）考虑节理方向对工程是否有利来修正前五个评分之和R6 @本分类还给出了对岩体稳定性（隧洞岩体自稳时间）以及对应的岩体c,φ值 ② 巴顿岩体质量分类（Q分类) 巴顿(Barton,1974)提出Q值分类法 挪威岩土工程研究所（Norwegian Geotechnical Institute)（NGI) Q分类的优点： 1）考虑因素相对全面； 2）适用于各种岩石（软、硬）； Q分类的缺点： 没有考虑节理方位（怕失去简单的特点，影响通用性） ③ 我国工程岩体分级标准 （GB50218-94） 分两步计算： 1）岩体基本质量分级－－计算BQ 2）岩体稳定性分级－－计算[BQ],判断分类。 1 工程岩体分级的基本方法 1）计算BQ (1）确定岩体基本质量 两个指标：岩石的坚硬程度σc； 岩体完整性指数Kv。 a.岩石坚硬程度的确定 岩石坚硬程度采用岩石单轴饱和抗压强（ σc ） （2）基本质量分级 a.计算岩体基本质量指标BQ BQ=90+3σC+250KV 式中： σC－岩石单轴饱和抗压强度,MPa; KV－岩体完整性指数值 注：①当σC 90KV+30,代σC ＝90KV+30 ②当KV0.04 RC+0.4,代KV＝0.04 RC+0.4 2）结合工程情况，计算岩体基本质量指标修正