01第一章岩石性质与工程分级1解读.ppt

4. 按围岩变形量分类 陆士良教授根据围岩变形量的大小和维护的难易程度，将回采巷道围岩分为五类： 巷道维护状况 围岩平均变形速度，mm/d 围岩变形量，mm 容易 中等 困难 极难 ＜1 1~2 2~4 ＞4 ＜200 200~500 500~1000 ＞1000 中国煤炭科学研究院建井所段振西教授提出以围岩的变形量大小分类围岩的理论及方法 5. 按施工需要分类 1988年，煤炭工业部根据全国58条试验巷道的地质特征、井巷开拓后围岩的稳定状态，共为五类： 国家技术监督局与建设部于1995年联合发布《工程岩体分级标准》，适用于各类型岩石工程，计涵盖103个岩石工程案例。该分级标准主要以“岩体基本质量”代表岩体品质，并据此进行岩体优劣分级。 主要考量岩石坚硬程度与完整程度两个基本因素，进行岩体基本质量定性特征分级描述，以及岩体基本质量指标－BQ值的计算，依此做为岩体初步分级基准。 BQ＝90＋3Rc+250KV Rc－岩石单轴饱和抗压强度，MPa； KV－岩体完整性指数＝（岩体弹性纵波速度/岩石弹性横波速度）2 6.《工程岩体分级标准》 针对各类工程岩体特点，考虑其他环境条件下影响，对前阶段已获取的BQ值进行修正，获得岩体基本质量指标修正值－[BQ]值，并据此进行各类工程岩体之详细分级。 [BQ]＝BQ －100 ×（K1+ K2+ K3） K1－地下水影响修正系数； K2－主要软弱结构面产状影响修正系数； K3－初始应力状态影响修正系数。 岩体基本质量级别 岩体基本质量的定性特征 岩体基本质量指标BQ值或[BQ]值 I 坚硬岩：岩体完整 ＞550 II 坚硬岩，岩体较完整 较坚硬岩，岩体完整 550～451 III 坚硬岩，岩体较破碎 较坚硬岩或软硬岩互层，岩体较完整 较软岩，岩体完整 450～351 Ⅳ 坚硬岩，岩体破碎较坚硬岩，岩体较破碎～破碎 较软岩或软硬岩互层，且以软岩为主，岩体较完整～较破碎软岩，岩体完整至较完整 350～251 Ⅴ 较软岩，岩体破碎 软岩，岩体较破碎～破碎 全部极软岩及全部极破碎岩 ＜250 《工程岩体分级标准》将岩体分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等五级，并针对不同跨度地下工程，概述各级岩体稳定能力。 本章思考题 1．岩石、岩块、岩体的区别与联系。 2．表示岩石物理性质的主要指标有哪些？各对岩体力学性质的有什么影响？ 3．什么是岩石的全应力－应变曲线？简述岩石在单轴压缩条件下的变形特征？ 4．在三轴压缩条件下，岩石的力学性质会发生哪些变化？ 4．简述岩石的强度特征。 5．如何得到岩石的坚固性系数f ？什么是RQD分级法？ 6．根据围岩松动圈的大小，围岩可划分为几类？这种分级法有何优点？ 第一章 岩石的性质及工程分级 井巷工程的最基本工作就是破岩与维护。因此，在这一章主要讲述岩石的一些基本性质，包括岩石的物理性质和力学性质，为破岩与维护的基础知识；另外，围岩的工程分级一直是工程设计的基本依据之一，将在本章的最后进行讲授。本章的重点应是岩石的力学性质与围岩分级。 岩体（Rock Mass） ：指岩石工程周围较大范围内的自然地质体 岩体= 岩块（岩石材料） + 弱面（层理、节理、断层） 第一节 岩块、岩体和岩石 1. 岩块、岩体和岩石 岩块（Rock）：从地壳岩层中切取出来的小块体，通常是指岩石材料（Rock Materials）。 岩石：不分岩块与岩体时的泛称。 Rock mass = Rock material + Rock discontinuities 岩块（Rock）性质： 强度：抗压强度、抗拉强度、剪切强度等； 变形：弹性模量、泊松比； 矿物：矿物成分、颗粒大小、结构等； 物理性质：密度、水理性、孔隙性等。 弱面(Discontinuities)性质 弱面包括层理、节理、断层等。 性质包括：剪切强度、方位、距离、硬度、张开度、充填性、风化性、粗糙性等 岩石材料的性质对岩体性质影响很小，而弱面控制着岩体的性质 例如：岩体压缩时，破坏是沿着已存在的弱面发生的； 在拉伸时，由于弱面的存在，强度很小。 2. 岩体和一般建筑材料的比较 常用建筑材料的特性 连续的 Continuous 均质的 Homogeneous 各向同性的 Isotropic 线弹性的 Lineraly Elastic C.H.I.L.E. 岩体的特性(具有尺度效应) 不连续的 Discontinuous 非均质的 Inhomogeneous 各向异性的 Anisotropic 非线弹性的 Non-Lineraly Elastic D.I