第二章第二节隧道围岩分级试卷.ppt

* * * * * * * 第二节隧道围岩分级 围岩分级：根据岩体的若干指标，按照稳定性将围岩分成不同的级别。 工程目的： （1）结构设计依据 （2）施工方法依据 （3）工程造价依据 影响坑道围岩稳定性因素 1、几个基本概念： 1）岩石（土）与岩（土）体 岩石：不同矿物，各种地质作用；岩体的基础、构成部分；试件，试验 岩体：整个地质体的一部分，岩块组合体，结构面，充填物，初始应力状态，平衡 岩石的物性并不能代表岩体的物性，结构面对岩体的力学性质及受力状态有较大的影响 影响坑道围岩稳定性因素 岩体的结构类型与特征：整体结构、砌体结构、镶嵌结构、压碎结构、松散结构、松软结构。 2）岩体（原岩）与围岩 原岩（岩体）处在原始状态下，未受到人为的工程外力的破坏或干扰。 围岩：受到影响范围内的那部分岩土体。围岩范围的确定 影响坑道围岩稳定性因素 3）结构面：在各种不同的地质作用中生成和发展的；沉积结构面、火成结构面、变质结构面、构造结构面以及次生结构面 结构面对岩体的力学性质和岩体中的受力状态有较大的影响 研究的内容：结构面本身的特征、组合形态、充填情况、延展性、密集程度等 影响坑道围岩稳定性因素 因素 内在因素（地质） 人为因素（施工） 影响坑道围岩稳定性因素 2、地质因素 1）围岩的完整状态（破碎程度） 组成岩体的岩块的大小，岩块的组合状态； 裂隙率、裂隙间距?裂隙的密集程度?岩体的破碎程度 裂隙：广义，层理、断裂、节理以及夹层等 依据裂隙间距的岩体的分类 影响坑道围岩稳定性因素 2）结构面的性质 软弱结构面：完全割断联系无夹层或充填粘土夹层、未断联系但充填物软弱松散、抗剪强度很低 软弱结构面往往会成为岩体破坏的控制因素。 3）结构面的组合状态 单一、组合（产生分离岩块），闭合、张开，连续、不连续，组数及密度， 影响坑道围岩稳定性因素 4）初始应力状态 自重应力、构造应力 5）岩石本身的强度 在完整岩体中围岩稳定状态往往取决于岩石强度。但是当岩石结构面为围岩稳定的主要因素时，岩石本身的强度对围岩稳定的影响并不大。 影响坑道围岩稳定性因素 6）地下水的影响 岩质软化，强度降低，涌水 3、人为因素 1）隧道尺寸：跨度大小、断面积 2）断面形状： 3）支护的结构类型及支护时间 4）施工方法 一、围岩分级 3个基本因素： ①岩性：抗压强度、弹性模量、弹性波速等。 ②地质构造：岩体完整性或结构状态。 ③地下水：地下水发育时，围岩级别应降低。 1个附加因素： ④初始地应力：适当考虑。 （一）以岩石强度或岩石的物性指标为代表的分级法 1.以岩石强度为基础的分级法 代表：土石分类法～坚石、次坚石、松石、土。 2.以岩石物性指标为基础的分级法 代表：岩石坚固性系数(f值)分级法～普氏法 f值：一个综合的物性指标值，如岩石的抗钻性、抗爆性、强度等。 但核心还是岩石强度。 (二) 以岩体构造、岩性特征为代表的分级方法 代表： ●泰沙基法～考虑围岩的完整状态和岩性，共9级。 ●我国交通隧道围岩分级法～借鉴了泰沙基法，考虑岩体综合物性，共6级。 （三）与地质勘探手段相联系的分级方法 代表： ●弹性波速分级法～波速是反映岩性与岩体结构的一项综合指标，波速越高，围岩越好。 波速 Kv 0.75 0.75～0.55 0.55～0.35 0.35～0.15 0.15 完整性 完整 较完整 破碎 较破碎 极破碎 ●岩石质量指标～RQD指标也是反映岩性与岩体结构的一项综合指标。 RQD指标的具体含义为岩芯复原率: R 0.9 0.75 R 0.9 0.5 R 0.75 0.25 R 0.5 R 0.25 优 良 好 差 很差 表中R为RQD指标。 (四)组合多种因素的分级方法 代表： 岩体质量分级法属于组合多种因素的分类方法。 1974年挪威地质学家巴顿等人提出的“岩体质量——Q”的分类方法。表达如下： 组合了6个参数： 岩石质量指标、节理组数目、节理粗糙度、 节理蚀变值、节理含水折减系数、应力折减系数。 岩体质量值Q实质上是岩块尺寸、抗剪强度和作用力复合指标，根据不同的Q值，可将岩体进行分类。 (五)我国铁路与公路隧道的围岩分级方法 1.铁路隧道 ⑴沿革 ●岩体综合分类～60年代，成昆线，五类。 ●隧道围岩分类～74年版，首部铁路隧道规范，六类。 ●隧道围岩分类～86年版，加入围岩弹性波速指标。 ●隧道围岩分级～