【矿业实务】顾士东 教材精讲班课件 05-第一篇-第1章-1.2.2-围岩的工程分类.pdfVIP

1.2.2围岩的工程分类

知识点一岩体与围岩基本概念

岩体是指具有一定的结构并赋存于一定的地质环境中的地质体。

矿业工程中由于采掘工作等导致岩体原有的应力平衡状态发生变化，造成开挖空间周围的应力重新分布，开

挖空间周围应力状态发生改变的那部分岩体，工程上称为围岩。

知识点二岩体结构类型及工程地质特性

1）岩体结构特征

包括结构面和结构体两个要素。

结构面如层面、节理、裂隙、断层等。

结构体常见的有块状、柱状、板状、锥状、菱面体等。

2）岩体结构的类型及其工程地质特性

岩体结构是指岩体中结构面与结构体在空间上的组合方式。岩体结构的基本类型可分为整体块状结构、层状

结构、碎裂结构及散体结构。

（1）整体块状结构：整体强度高，承载能力与抗滑能力均较高，抗风化能力较强。是较理想的各类工程建筑

地基、边坡岩体及硐室围岩。

（2）层状结构岩体：变形模量和承载能力较强。一般沿层面方向的抗剪强度明显低于垂直层面的方向的抗剪

强度。

（3）碎裂结构岩体：节理、裂隙发育，其中镶嵌结构尚具较高的变形模量和承载能力，工程地质性能尚好；

而层状碎裂结构和碎裂结构岩体承载力均不高，工程地质性质较差。

（4）散体结构岩体：节理、裂隙很发育，十分破碎

知识点三影响岩体力学性质的因素：新

影响岩体力学性质的基本因素为岩石力学性质、结构面力学性质及岩体的赋存环境因素，赋存环境因素主要

为地下水和地应力的作用。

1）地应力对岩体力学性质的影响

地应力主要由自重应力和构造应力组成，有时还存在流体应力和温差应力。

自重应力与地层深度成正比，可以有计算值。构造应力一般可分析其应力大致方向，但目前还不能确定其大

小。

（1）地应力影响岩体的承载能力。对岩体形成的围压越大，其承载能力越大。

井巷越深，承受的压力就越大，围岩破碎的情况也越严重。

构造应力一般以水平应力为主。

（2）地应力影响岩体的变形和破坏机制。许多低围压下呈脆性破坏的岩石在高围压下呈塑性变形。

（3）地应力影响岩体中的应力传播的法则。地应力可以使不连续变形的岩体转化为连续变形的岩体。

2）地下水对岩体力学性质的影响

影响可分为物理作用、化学作用和力学作用。

（1）物理作用主要是软化、分割、润滑、泥化、冻融等，

（2）化学作用主要是指地下水与岩体之间的离子交换、溶解作用（岩溶）、水化作用（膨胀）、水解作用、溶

蚀作用等

（3）力学作用主要通过孔隙静水压力和孔隙动水压力作用对岩体的力学性质施加影响。前者减小岩体的有效

应力而降低岩体的强度，后者对岩体产生切向的推力以降低岩体的抗剪强度

岩溶是指地表水和地下水对可溶性岩石的长期溶蚀作用

能造成岩溶的岩石可分为三大组：碳酸岩类岩石，如石灰岩、白云岩和泥灰岩；硫酸盐类岩石，如石膏和硬

石膏；卤素岩，如岩盐。三组岩石中以碳酸岩类岩石的溶解度最低。

岩溶对建（构）筑物及井巷工程稳定性和安全性有很大影响，施工时应制定截流、防渗、堵漏或疏排措施。

对塌陷或浅埋溶洞宜采用挖填夯实法、跨越法、充填法、垫层法进行处理；

对深埋溶洞宜采用注浆法、桩基法、充填法进行处理；

对于井巷工程需要穿过溶洞，因埋藏较深，应加强巷道支护，提前做好探放水工作，宜采用注浆法处理。

知识点四围岩稳定状态

最能描述围岩稳定状态的参数是围岩稳定时间的长短。

知识点五围岩稳定性的影响因素

考虑对围岩稳定状态影响因素主要有硐室（巷道）的跨度，如《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》

以5～10m和5m的毛硐跨度衡量。

详细的分类还考虑了围岩破碎程度，围岩应力大小等

知识点六常用岩体工程分类

三个国标：1）《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》

2）《煤矿井巷工程施工标准》

3）《建材矿山工程施工与验收规范》

注意：了解为主，都分为五级，注意熟悉“Ⅲ”级：毛硐跨度5～10m时围岩能维持一个月以上的稳定，主

要出现局部掉块和塌落。

数字越大，稳定性越差

按围岩稳定状况分为5级（或5类），

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级属于中等稳定以上岩层，Ⅳ、Ⅴ级属于稳定性较差或不稳定。

注意，在一些案例题中，若述及围岩为中等稳定岩层，则该巷道掘进不需要临时支护。

Ⅰ级：强稳定岩层，如：玄武岩、石英岩、石英质砂岩、奥陶纪石灰岩、茅口灰岩

Ⅱ级：稳定岩层，如：砾岩、胶结好的砂岩、石灰岩

Ⅲ级：中等稳定岩层，如：砂岩、砂质泥岩、粉砂岩、石灰岩等

Ⅳ级：弱稳定岩层，如泥岩、胶结不好的砂岩、煤等

Ⅴ级：不稳定岩层，如泥岩、软质灰岩、破碎砂岩等

习题演练

下列地应力对岩体力学性质的影响说法，正确的是（）。

A.地应力包括自重应力和构造应力两部分