井巷工程 1岩石性质与工程分级.ppt

2.岩芯质量指标 美国伊利诺斯大学狄勒（Deere）在1964年形成该标准，但直到1967年才以出版的形式首次提出该概念。 RQD是一修正的岩芯取出率，仅考虑长度大于100mm的完整岩芯。 RQD（%） ﹤25 25～50 50～75 75～90 90～100 岩石质量 很差 差 好 良好 优质 掘巷后：（1）巷道周边应力集中；（2）围岩强度降小(三向应力状态→两向应力状态）（3）开挖扰动等 围岩应力与围岩强度的关系发生变化（超过则破坏，等于为极限平衡，小于则稳定）； 3. 围岩松动圈分类法 松动圈声测方法及原理 声测法测试围岩松动圈的物理基础，是各类岩石中声波速度不同，同种岩石则随破裂程度的增加，声速降低。 围岩类别 分类名称 围岩松动圈 /cm 支护机理及方法 备注 小松动圈 I 稳定围岩 0～40 喷混凝土支护 围岩整体性好，不 易风化的可不支护 中松 动圈 Ⅱ 较稳定围岩 40～100 锚杆悬吊理论，喷层局部支护 局部锚杆支护 Ⅲ 一般围岩 100～150 锚杆悬吊理论，喷层局部支护 刚性支护有局部破坏，采用可缩性支护 大松 动圈 Ⅳ 一般不稳定围岩(软岩) 150～200 锚杆组合拱理论，喷层、 金属网局部支护 刚性支护大面积破坏，采用可缩性支护 Ⅴ 不稳定围岩 (较软围岩) 200～300 锚杆组合拱理论，喷层、 金属网局部支护 围岩变形有稳定期 Ⅵ 极不稳定围岩 (极软围岩) 300 组合拱理论 联合支护 围岩变形在一般支护下无稳定期 * 围岩松动圈分类有三个突出优点：（1）绕过了地应力、围岩强度、结构面性质测定等困难问题，但又着重抓住了它们的影响结果，即松动圈是一个综合指标；（2）松动圈系实测所得，未在重要方面作任何假设；（3）松动圈大小很容易用声测法获得，确定支护参数时直观简单，现场应用十分方便。 煤巷围岩塑性区分布 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： 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类 井巷施工技术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，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。 本章的重点是围岩分级。 第一节 概述 Rock mechanics is the theoretical and applied science of the mechanical behaviour of rock and rock masses; it is that branch of mechanics concerned with the response of rock of their physical environment. 岩石力学是研究岩石的力学性状的一门理论和应用科学，它是力学的一个分支，是探讨岩石对其周围物理环境中力场的反应。 US National Committee on Rock Mechanics, 1964 第一节　概述 岩石：是由一种或多种矿物组成的。每种矿物都有一定的内部结构和固定的化学成份，因而各具有一定的物理性质和形态。 岩体＝岩块（岩石材料）＋ 弱面（层理、节理、断层） 岩块：从地壳岩层中切取出来的小块体，通常是指岩石材料。 岩体：指岩石工程周围较大范围内的自然地质体 。 表土：指覆盖在地壳上部的第四纪沉积物如黄土、粘土、流砂、淤泥、砾石等。 基岩：表土以下固结性岩石的统称。 煤系地层中最常遇到的是各种沉积岩，如砂岩，页岩等。 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。 岩块（Rock）性质： 强度：抗压强度、抗拉强度、剪切