《工程巖體的分類》PPT課件

1、工程巖體分類,第一節(jié) 概述 第二節(jié) 工程巖體分類的目的與原則 第三節(jié) 工程巖體代表性分類 第四節(jié) 我國工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn) （GB5021394）,1,教學(xué)目的： 了解工程巖體的分類目的和原則， 有代表性的分類方法。 學(xué)時分配： 4學(xué)時,2,3,第一節(jié) 概述,一. 對巖體性質(zhì)的好壞怎樣進(jìn)行概括的認(rèn)識。 建立一個評價(jià)體系。從定性和定量2方面評價(jià)巖體的工程性質(zhì)，根據(jù)工程類型及其使用目的對巖體進(jìn)行分類，也是巖體力學(xué)的最基本的研究課題之一。 簡單的分類到多參數(shù)的分類，定性的分類到定量的分類。處于發(fā)展過程中。,4,二. 目前，代表性的分類 巖石飽和單軸強(qiáng)度分類根據(jù)強(qiáng)度值，堅(jiān)硬到極軟等級區(qū)分巖石質(zhì)量的好壞。

2、巖石RQD分類根據(jù)修正的巖心采取率,評價(jià)巖體中結(jié)構(gòu)面的發(fā)育程度，評價(jià)巖體的完整性。 巴頓的Q分類法隧道工程的巖體分類。 我國的工程巖體分類標(biāo)準(zhǔn)。 不下幾十種分類方法。 各有優(yōu)缺點(diǎn)，各有適用條件。,一、分類的目的 1）分類目的 為工程施工機(jī)設(shè)計(jì)提供計(jì)算參數(shù)和依據(jù)，達(dá)到工程經(jīng)濟(jì)、合理和安全之目的。因?yàn)橛们懊鎸W(xué)過的簡單的巖石、巖體力學(xué)指標(biāo)參數(shù)不足以全面指導(dǎo)巖石工程，保證安全經(jīng)濟(jì)；另外，分類要給定范圍，不是一個像巖石、巖體那樣的單一確定指標(biāo)。,第二節(jié) 工程巖體分類的目的與原則,5,2）分類種類 （1）通用分類： 原則的、大致的分類，未針對專門的工程領(lǐng)域，供各學(xué)科領(lǐng)域各部門安全使用的分類。 （2）專用分

3、類： 專為某項(xiàng)工程目的服務(wù)的分類，考慮因素少一些，深入、細(xì)致。,6,二、工程巖體分類原則 （1）確定種類。 （2）定量便于使用。 （3）級數(shù)適合一般五級。 （4）分類方法和計(jì)算步驟應(yīng)簡單明了，便于記憶應(yīng)用。 （5）因素要獨(dú)立基本因素：結(jié)構(gòu)面、巖塊質(zhì)量（力學(xué)特性）、風(fēng)化、水、地應(yīng)力、工程施工條件和規(guī)模。 （6）指標(biāo)應(yīng)是綜合的。,7,三、工程巖體分類的獨(dú)立因素的分析 從工程觀點(diǎn)看，影響巖體工程性質(zhì)的因素，起主導(dǎo)和控制作用的因素有以下幾方面。 （1）巖石材料的質(zhì)量 主要是強(qiáng)度和變形性質(zhì)，一般用室內(nèi)巖塊試驗(yàn)的單軸抗壓強(qiáng)度Rc 來反映 。 （2）巖體的完整性 反映結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)生及面內(nèi)充填物法，一般2種方法

4、或指標(biāo)。 直接法：結(jié)構(gòu)面的充填物及結(jié)構(gòu)面形狀、分布規(guī)律。,8,例：節(jié)理組數(shù)、間距、切割度Xe、裂隙度K、體積裂隙率。 間接法：巖體彈性縱波速度。 （3）水 水使巖石及結(jié)構(gòu)面內(nèi)充填物的力學(xué)性質(zhì)惡化。 水沿結(jié)構(gòu)面形成滲透，影響穩(wěn)定性。 （4）地應(yīng)力 是一個獨(dú)立的因素，但測量較難，一般用其他的參數(shù)代替，例波速，巖體位移。 總結(jié)：主要是質(zhì)量、結(jié)構(gòu)面、水和地應(yīng)力等綜合因素反映。,9,第三節(jié) 工程巖體代表性分類,一、按巖石的單軸抗壓強(qiáng)度（c）分類 （一）單軸強(qiáng)度 表5-1 巖石按抗壓強(qiáng)度分類,10,（二）點(diǎn)荷載強(qiáng)度 二、按巷道巖石穩(wěn)定性分類（自己看）,11,注：穩(wěn)定性指在工程的工作期限內(nèi)，工程安全和工作斷

5、面得以保證。,條件： 地下工程或巖體中最大的、最危險(xiǎn)的應(yīng)力 位移。 s、u巖體或支護(hù)材料的強(qiáng)度限或極限位移。,12,三、按巖體完整性分類 （一）按巖石質(zhì)量指標(biāo)（RQD, Rock、Quality Designation）分類 Designation指明，指示，選派、任命、名稱；牌 號；符號表示；（軍）番號 RQD：以修正的巖芯采取率來確定（有真巖芯采取 率） 式中，l巖芯單節(jié)長度，10cm； L同一巖層中的鉆孔長度。,2020/7/10,13,表5-4 按RQD大小的巖石工程分級,2020/7/10,14,5級分級，極好的極差的。,（二）以彈性波速分類 第3章指出彈性波速與巖石種類、密度、年代

6、、裂隙和夾層等的關(guān)系。 孔隙率、吸水率 各向異性，平行層面垂直層面（1.67） 變化（壓力大，速度） 結(jié)構(gòu)面的存在使波速下降。 中科院地質(zhì)所分類（見下表5-5） 4類：塊狀結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、散體結(jié)構(gòu)。 指標(biāo)：波速Vp；巖土體/巖塊，Vp之比；波可接收距離（m）。,2020/7/10,15,2020/7/10,16,表5-5 各類結(jié)構(gòu)體中的彈性波傳播特性,表5-6 日本鐵路隧道圍巖分類,2020/7/10,17,四、綜合指標(biāo)分類 一般按多種參數(shù)進(jìn)行綜合指標(biāo)分類 （一）Franklin巖石工程堅(jiān)固性分類 指標(biāo)，點(diǎn)荷強(qiáng)度；結(jié)構(gòu)面間距，雙因素分類。 （二）巖體的巖土力學(xué)分類 參數(shù)：五個通用參數(shù)

7、，一個修正參數(shù)。給定總的巖體評分值（RMR）作為衡量巖體工程質(zhì)量的“綜合特征值”，0100。,2020/7/10,18,第四節(jié) 我國工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)（GB5021394）,一、工程巖體分級的基本方法 （一）確定巖體基本質(zhì)量堅(jiān)硬度和完整性（分類 5類）605MPa。 1巖石的堅(jiān)硬程度Rc，按Rc劃分5類堅(jiān)硬度。 表5-15 Rc與定性劃分的巖石堅(jiān)硬程度的對應(yīng)關(guān)系,2020/7/10,19,Rc60堅(jiān)硬巖, Rc0.750.15 m-mass r-rock Vpm巖體彈性縱波速度（km/s） Vpr巖石彈性縱波速度（km/s） or用Jv來核算Kv,2020/7/10,20,表5-16 Jv與Kp

8、對照表 結(jié)論：Kv與定性劃分的巖體完整程度對應(yīng)。 完整性分5類 完整極破碎 表5-17 Kp與定性劃分的巖體完整程度的對應(yīng)關(guān)系,2020/7/10,21,（二）巖體基本質(zhì)量分級 1巖體基本質(zhì)量指標(biāo)（BQ） 式中，BQ巖體基本質(zhì)量指標(biāo)； Rc巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度（MPa）； Kv巖體完整性指數(shù)值。 注：兩條限制，Rc與Kv關(guān)系， Kv與Rc關(guān)系 ，有矛盾。,2020/7/10,22,2按計(jì)算所得的BQ值 按表5-18進(jìn)行巖體基本質(zhì)量分級，共分5級，BQ值550250,2020/7/10,23,（三）結(jié)合工程情況，進(jìn)行巖體基本質(zhì)量的修正BQ BQ巖體基本質(zhì)量指標(biāo)修正值； BQ巖體基本質(zhì)量指標(biāo)； K1地下水影響修正系數(shù)； K2主要軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正系數(shù)； K3初始應(yīng)力狀態(tài)影響修正系數(shù)。 K1、K2、K3值，分別見表5-19、表5-20、表5-21,2020/7/10,24,K1 BQ,2020/7/10,25,表5-19 地下水影響修正系數(shù)k1,表5-20 主要軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正系K2,2020/7/10,26,表5-21 初始應(yīng)力狀態(tài)影響修正系數(shù)K3,K3 BQ,2020/7/10,27,二、工程巖體分級的應(yīng)用 （一）巖體物理力學(xué)參數(shù)的選用 2個參數(shù) 物理 表