利用钻孔岩芯RQD估算岩体变形模量
RQD的计算与解释

RQD的计算与解释RQD(Rock Quality Designation)是描述岩石样本完整性的一个参数,用于评估岩石的质量。
它被广泛应用于岩石工程、岩土工程和地下工程等领域。
RQD的计算与解释涉及对岩石裂缝的观察和量化,下面将详细介绍RQD的计算方法和解释意义。
1.选取一段长度为3英寸(或75毫米)的岩芯样本,并将其分成若干个相互平行的段。
2.观察每个段落中的岩石裂缝,包括裂缝的长度、宽度和空隙等。
3.针对每个段落,将裂缝长度超过10毫米(或0.4英寸)的比例称为有效裂缝长度(A)。
4.将所有段落中的有效裂缝长度相加,并除以总段数,得到RQD值,通常以百分比表示。
RQD值的解释如下:1.RQD<25%:表明岩石样本完整性差,存在大量裂缝和空隙,质量较差。
这种情况下,岩石较容易发生开裂和坍塌,不适合作为建筑材料或进行工程施工。
2.25%<RQD<50%:表明岩石样本裂缝数量较多,质量较一般。
此时需要采取加固措施,如注浆、锚固等,以保证岩石在工程施工中的稳定性。
3.50%<RQD<75%:表明岩石样本裂缝较少,质量较好。
在这种情况下,岩石适合作为建筑材料或进行工程施工,并可经受一定的荷载和振动。
4.RQD≥75%:表明岩石样本的完整性非常好,裂缝极少或没有。
这种情况下,岩石质量优良,适合用于高强度的工程施工,如水坝、桥梁等。
1.工程设计中,通过计算RQD值可以评估岩石完整性,从而合理选择岩石材料和确定支护措施,避免由于岩石裂缝导致的结构破坏和安全事故。
2.工程施工中,根据RQD值可制定合理的岩石爆破方案、坑内支护方案和地下开挖方案,以确保施工的顺利进行和工程的质量。
3.RQD值还可用于岩土工程领域的分类,以指导地质灾害的预防和治理,如山体滑坡、岩爆和岩溶等。
需要注意的是,RQD只是对岩石完整性的一种评估方法,它无法充分描述岩石的物理力学性质。
因此,在进行工程设计和施工时,还需要结合其他参数如三轴抗压强度、抗拉强度和岩石的韧性等参数,以全面评估岩石的力学性质,从而确保工程的稳定性和安全性。
钻探方法及岩芯采取率、岩芯获得率与RQD值的概念

网上论坛—钻探及岩芯采纳率、岩芯获得率与RQD值之宇文皓月创作岩心采纳率对于一般岩石不低于80%,对于软岩、破碎岩石应不低于65%。
我介入的国外项目都要求岩心采纳率达到95%以上,要求三管取芯,实际是双管取芯+岩心外一套衬皮。
钻孔柱状图有关岩心统计指标是(1)岩心采纳率;(2)岩心获得率;(3)RQD简单说一下:(1)岩心采纳率:钻探取出的完整岩石+破碎岩石总长度与回次进尺比值。
是反映钻探质量的指标,显然,和地层岩性破碎程度、钻探技术和质量控制有关。
原本岩石很完整,取出机械破碎的岩心,采纳率很低,是要批评钻探人员的,因为取出的东西失去了反映原位岩石特征的意义。
原则上要求越高越好。
(2)岩心获得率:岩心中可以拼凑成柱状、饼状的岩石长度[破碎但有形,可以拼凑]和总回次进尺的比值。
显然,如果是枚棱岩或碎裂岩块,没有法子拼凑的。
岩心获得率越高,说明岩石越完整。
是岩体质量评价的重要指标之一。
(3)RQD:是长度大于10cm的岩心累计长度与回次进尺的比值。
显然,不克不及拼凑,要求更高。
RQD是经常使用的反映岩体质量的指标,主要暗示岩体的完整性,越大越好。
不管是RMR分类、Hoek— Brown准则都离不开RQD,可见其重要性。
从上面可以看出(1)>(2)>(3),也可以看出,钻探质量控制欠好,好岩石,你也可能被误导为坏岩石。
一般钻探都要用用清水钻进,岩石里干钻钻头会被烧坏。
那么从钻孔里返回到地面的水,一般都循环利用,由于携带岩粉、岩屑颜色就比较深,至于什么颜色,哈哈!和你钻的地层有关系,如果是灰岩和大部分浅颜色岩石地区,一般是灰白色;如果是红色粘土岩,可想而知,一定是棕红色的啦!还有很多过渡色,别忘了是整个孔的岩石岩粉、岩屑颜色的混合!因此,回水颜色一定长呢高度程度上能反映钻孔穿越的地层岩石类别和简单特性。
另外,注意回水量的变更很关键,突然不返水,说明遇到破碎带,可能是断裂构造、软弱带或是岩溶洞穴等。
钻孔变形法测试岩体变形参数

钻孔变形法试验报告
实验原理:
孔号
孔深h/ m
钻孔直 加压等 时间t/ 压力读数w/ 相邻读数差 径向应变U/
径d/ 级 min
Mpa
值∆w/
mm
mm
Mpa
应力与应变曲线
钻孔变形法测试岩体 变形参数
主要内容
1 实验原理 2 实验设备及实验前准备工作 3 实验步骤及现象 4 实验数的处理 5 钻孔变形法的发展状况
前言
岩体变形参数测试方法有静力法和动力法两种。静力法的基本 原理是:在选定的岩体表面、槽壁或钻孔壁面上施加一定的荷载, 并测定其变形;然后绘制出压力-变形曲线,计算岩体的变形参数。 据其方法不同,静力法又可分为承压板法、狭缝法、钻孔变形法及 水压法等。动力法是用人工方法对岩体发射或激发弹性波,并测定 弹性波在岩体的传播速度,然后通过一定的关系式求岩体的变形参 数。根据弹性波的激发方式不同,又分为声波法和地震法。
公式:
U dp(1 )
E0
d-----钻孔直径(cm); p-----压力(Mpa); E0--------岩岩石石泊弹松性比(。变形)模量(Mpa);
实验原理简图
二、实验设备及实验前准备工作
2.1 实验设备
a. 旋转式钻机一台,包括起吊设备、足够长度的钻杆及金 刚石钻头、扫孔器及花杆等。
b.水泵1~2台,离心式或往复式,最高扬程应相当于试验 最高压力水头的1.3 ~1.5倍。
d.每一循环过程中,一般卸压至初始压力。最后一次循环在卸压至 初始压力后,应进行稳定值读数,然后将压力卸至零并保持一段时 间,再移动探头。
岩石质量指标RQD的应用问题

20 第 1 02年 期
岩 石质 量 指 标 RQ 的应 用 问题 D
陈伊 清
( 建 省 水 利 水 电 勘 刹 设 计 研 究院 , 福 建 福 州 3 0 0 ) 福 5 0 1
摘 要 :该文 针对 目前 存在的对 R QD应 用前提 和条件 的认 识 忽视 及 其 岩休 完整性 评价 中存 在 的
v 很 <5 I破 <0 差 2 % 碎 l %
通过 以上 的实例说 明,R QD在岩石 质量 、岩体 完整 性 等方 面 的评 价确 实 具 有 实 际 的推 广 意 义 。尽 管 如 此,对 R D 的 认 识和 理 解 以 及在 应用 中仍 然存 在 着 突 出 问题 。 Q
鲁革自 布水蛄
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中等 整 如%~ 。 较完整 如 完 6% Ⅱ ~7% 鞍完 5 整
R D 由美 国 人 迪 尔 ( er 提 出 的 , 被 广 泛 地 应 用 于 评 Q De)
完 差 2%~ o 中 完 7%- 0 完整 整性 5 6% 叮 等 整 5 5%【 性差 6% 2% 0 - 5 破碎 < 5 Ⅳ 2% 差 5%~ 5 0 2%}较破 碎 2% O 5 ~1%
价岩体的完整性 ,井作为岩石质量分级的一项重要指标
R D 值 国外 应 用 较 多 , 我 国 从 8 O 0年 代 开 始 引用 了 遮 一
文献 标识码 : B
文章 编号 :0 2 0 12 0 ) 一0 4 —0 10 —3 1 ( 02 叭 08 2
表 l RO 岩 体 完 整 程 度 分 级 D
的柱状岩芯的累计长度 与每个钻 进 回次进尺 之 比( 以百分数
岩石的RQD 值

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四、工程岩体分类的应用
工程岩体分类广泛应用于岩体参数估算、稳定性评价与治理设计。 举应用实例 位于地下200m处的泥岩包含3组主要的结构面 第一组结构面为层面,其特点为强风化,表面较粗糙,产状为180°∠10°,该组 节理条件评分为15; 第二组结构面为节理面,其特点为中等风化,表面较粗糙,产状为185°∠75°, 该组节理条件评分为21; 第三组结构面为节理面,其特点为中等风化,表面较粗糙,产状为90°∠80°, 该组节理条件评分为21; 岩石抗压强度为55Mpa,RQD值为60%,平均裂隙宽度为0.4m; 试用RMR系统为岩体进行分类,估算岩体力学参数,评估由东向西开挖10m隧 道的稳定性,若隧道围岩稳定性差,并提出初期支护方案。
• 分类指标:岩块抗压强度(c)
模量比(Et/c)
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2、 国标《岩土工程勘察规范》分类
• 分类指标:新鲜岩块的饱和单轴抗压强度(cw)
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二)岩体的工程分类
1、RQD分类 2、岩体地质力学分类(RMR分类) 3、巴顿岩体质量分类(Q分类)
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1、RQD分类 迪尔(Deere,1964)根据金刚石钻进的岩芯采取率
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三、我国的工程岩体分类 1、岩体结构分类 2、岩体质量分级 3、洞室围岩分类
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1
岩 体 结 构 分 类
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2、 岩体质量分级
(《工程岩体分级标准》GB50218-94)
•分级指标:岩体基本质量指标BQ
BQ=90+3σcw +250 Kv
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【缩印必备】岩石力学考试名词解释

岩石力学:是力学的一个分支,是研究岩石力学性状,探讨演示对其周围环境物理环境中力场反应的一门理论和应用学科。
岩石的孔隙比:是指岩石试样中孔隙(包括裂隙)的体积Va与岩石体积(不包括岩石中空隙)Vr之比,即e=V a/Vr。
岩石的空隙比:岩石孔隙的体积(Vv)与岩石固体体积(Vc)的比值,以百分数表示。
岩石的孔隙率:是指岩石试样中孔隙(包括裂隙)的体积Va与试样总体积V(包括岩石中空隙)之比,一般用百分数表示,即n=Va/V×100%=(V-Vr)/V×100%。
吸水率:是指岩石试样在大气压力和室温条件下自由吸入水的质量Mw1与岩样干质量Mr 之比,一般用百分数表示,即Wa=Mw1/Mr×100%。
岩石的饱水率:即饱和吸水率,指岩石在高压(15MPa)或真空条件下吸入水的质量与岩石颗粒质量ms之百分比。
岩爆:是岩石被挤压到弹性限度,岩体内积聚的能量突然释放所造成的一种岩石破坏的现象。
岩石的渗透性:岩石的渗透性是指岩石在一定的水力坡度作用下,岩石能被水穿透的性能。
软化性:软化性是指岩石浸水饱和后强度降低的性质。
软化系数:指岩石试件的饱和抗压强度与干燥状态下的抗压强度的比值。
岩石的记忆性:逐级一次循环加载条件下,其应力—应变曲线的外包络线与连续加载条件下的曲线基本一致,说明加、卸载过程并未改变岩块变形的基本习性,这种现象也称为岩石的记忆性。
回滞环:每次加、卸载,曲线都不重合,且围成一环形的面积,称为回滞环。
支承压力:回采空间周围煤岩体内应力增高区的切向应力。
完整性系数:弹性波在岩石试件和岩体中的传播速度之比的平方称为岩体的完整性系数。
岩石的抗冻性:岩石抵抗冻融破坏的性能称为岩石的抗冻性。
流变性;指介质在外力不变的条件下,应力或应变随时间变化的性质。
地温梯度:又称地热增温率。
指地球不受大气温度影响的地层温度随深度增加的增长率。
强度准则:表征岩石破坏时的应力状态和岩石强度参数之间的关系,一般可以表示为极限应力状态下的主应力间的关系方程:σ1=f(σ2,σ3)或τ=f(σ)。
岩石质量rqd计算公式

岩石质量rqd计算公式岩石质量RQD(Rock Quality Designation)是岩石工程勘察中常用的参数,用于评估岩石的稳定性和可供开采的价值。
RQD是根据钻孔岩芯的完整程度来进行评定的,它反映了岩石的物理和力学特性。
本文将介绍RQD的计算公式及其意义。
RQD的计算公式如下:RQD = (完整岩芯长度 / 钻孔总长度) * 100%其中,完整岩芯长度是指连续的、长度大于10cm的岩芯段的总长度,钻孔总长度是指钻孔中钻进的总长度。
RQD的数值范围为0~100%,数值越高,代表岩石的完整程度越好,稳定性越高。
RQD的数值可以用来判断岩石的可开采性、围岩稳定性以及岩石的质量等重要工程问题。
RQD的应用十分广泛。
在岩石力学测试、岩石开采设计和地质工程勘察中,RQD常常被用作评估岩石的物理特性和力学性质。
根据RQD值,可以判断出岩石的强度、渗透性、断裂性等特征,为工程设计和施工提供了重要依据。
RQD的计算需要通过钻孔取芯来完成。
钻孔取芯是一种常用的岩石勘察方法,通过钻孔取得的岩芯可以用来分析和测试岩石的物理性质。
在钻孔取芯过程中,需要注意保持岩芯的完整性,以获取准确的RQD数值。
RQD的计算公式基于连续岩芯段的长度,这意味着岩芯中的裂隙和空洞会对RQD的结果产生影响。
裂隙和空洞的存在会导致完整岩芯段的长度减少,从而降低RQD的数值。
因此,在进行RQD计算时,需要对岩芯中的裂隙和空洞进行鉴别和计算,以获得准确的RQD数值。
RQD的数值可以用来判断岩石的可开采性。
当RQD数值较高时,代表岩石完整度好,适合进行开采;反之,当RQD数值较低时,代表岩石存在较多的裂隙和空洞,不适合进行开采。
通过RQD的评估,可以对岩石的开采效果进行预测和规划,以确保开采过程的安全性和经济性。
RQD的数值还可以用来评估岩石的围岩稳定性。
当RQD数值较高时,代表岩石的完整性好,围岩稳定性较高,适合进行工程建设;反之,当RQD数值较低时,代表岩石存在较多的裂隙和空洞,围岩稳定性较差,需要采取相应的支护措施。
钻探方法及岩芯采取率、岩芯获得率与RQD值的概念

网上论坛—钻探及岩芯采取率、岩芯获得率与RQD值岩心采取率对于一般岩石不低于80%,对于软岩、破碎岩石应不低于65%。
我参加的国外项目都要求岩心采取率达到95%以上,要求三管取芯,实际是双管取芯+岩心外一套衬皮。
钻孔柱状图有关岩心统计指标是(1)岩心采取率;(2)岩心获得率;(3)RQD简单说一下:(1)岩心采取率:钻探取出的完整岩石+破碎岩石总长度与回次进尺比值。
是反映钻探质量的指标,显然,和地层岩性破碎程度、钻探技术和质量控制有关。
本来岩石很完整,取出机械破碎的岩心,采取率很低,是要批评钻探人员的,因为取出的东西失去了反映原位岩石特征的意义。
原则上要求越高越好。
(2)岩心获得率:岩心中可以拼凑成柱状、饼状的岩石长度[破碎但有形,可以拼凑]和总回次进尺的比值。
显然,如果是枚棱岩或碎裂岩块,没有办法拼凑的。
岩心获得率越高,说明岩石越完整。
是岩体质量评价的重要指标之一。
(3)RQD:是长度大于10cm的岩心累计长度与回次进尺的比值。
显然,不能拼凑,要求更高。
RQD是常用的反映岩体质量的指标,主要表示岩体的完整性,越大越好。
不管是RMR分类、Hoek— Brown准则都离不开RQD,可见其重要性。
从上面可以看出(1)>(2)>(3),也可以看出,钻探质量控制不好,好岩石,你也可能被误导为坏岩石。
一般钻探都要用用清水钻进,岩石里干钻钻头会被烧坏。
那么从钻孔里返回到地面的水,一般都循环利用,由于携带岩粉、岩屑颜色就比较深,至于什么颜色,哈哈!和你钻的地层有关系,如果是灰岩和大部分浅颜色岩石地区,一般是灰白色;如果是红色粘土岩,可想而知,一定是棕红色的啦!还有很多过渡色,别忘了是整个孔的岩石岩粉、岩屑颜色的混合!因此,回水颜色一定长呢高度程度上能反映钻孔穿越的地层岩石类别和简单特性。
另外,注意回水量的变化很关键,突然不返水,说明遇到破碎带,可能是断裂构造、软弱带或是岩溶洞穴等。
回水量突然增大,可能遇到含水层或承压水。
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| 0 0 a r m的完整岩芯 占岩芯总长度的百分比, 岩芯直径至少为 5 4 . 7 m m, 并用双层岩芯管钻进。
[ 收稿 日期 ] 2 0 1 4一 o 9一l 3
【 作者简介】 梁冠军( 1 9 8 0 一) , 男, 山东嘉祥人。 国 核电力规划设计研究院工程师, 硕士研究生, 从事电力工程的岩土勘测设计研究。
6 0 % 区 间 内的拟合 参数 进行 优化 , 以期更 好地 用 于工程 实 际。
2 基本 概念
2 . 1 R Q D D e e m¨ 利用钻孑 L 岩芯提 出了岩石质 量指标 ( R o c k Q u a l i t y D e s i g n ) 的概念 , 通常称为 R Q D, 定义为大于
・
2 7・
P a l m s t r o m … 提出 , 在没有岩芯资料但在地表露头或探 洞中可 以看到不连续 面时 , R Q D也可通过单位体 积 内节理数 ( 不 连续 面 ) 来 估计 , 对 于不含 粘土 的岩 体换算 关 系为
R Q D=l l 5— 3 . 3 . ( 1 )
梁冠 军 , 倪 恒 , 王 先斌 , 叶长锋 , 刘翔 宇
( 国核 电力 规划 设计 研究 院 , 北京 1 0 0 0 9 5 )
[ 摘 要】 岩体变形模量是 岩体 工程设计最重要 的参 数之一 。相 比原位 测试法 , 运用 建立 在原位测
试、 相关岩体地质特征和室 内岩石 力学试 验基础 上的经 验关系 方法来确 定岩 体变形模 量则 显得更 为方便快捷 , 更适合 于中小 型工程 实际应用。本文探讨 了采 用极易 获取的钻孔 岩芯 R Q D来 估算岩 体变形模量 的可行性 , 以山东某核 电基 地为实例 , 在Z h a n g和 E i n s t e n估算公式 的基础上 , 对R Q D在 0 6 0 %区间内 , 提 出了预测变 形模 量的估算 公式 , 改 善了 Z h a n g和 E i n s t e n估算公式 在此 R Q D区间
第 3 4卷 第 2期
Vo 1 . 3 4 No . 2
长春 师范 大学 学报
J o u r n a l o f C h a n g c h u n No r ma l Un i v e r s i t y
2 0 1 5年 2月
F e b . 2 O l 5
利用钻孔岩芯 R Q D估算岩体变形模量
样本数据较 少的缺陷 , 结果表 明两种公 式具有较好的一致性 ; 最 后利用实测 的岩体不 同方 向变形模 量, 探讨 了不 同方 向变形模量 比值 与 R Q D的关系 。 [ 关键词 】 R Q D ; 变形模 量 ; 岩体
[ 中图分类号] T V 2 2 3
[ 文献标识码] A
模 型计算 岩体 变 形模 量 。
在经验关 系方法中 , 对于 R M R法和 Q法 , R Q D值只是 R M R值或 Q值评分体系中六个参数中之一 , 这样
采用 R M R法或 Q法来估算岩体变形模量 比单纯采用 R Q D值要更精确和合理 。然 而 R Q D法仍然被广泛应 用, 某种程度上是因为在工程实际应用中 , 相比 R M R值和 Q值 , R Q D值更容易获得l 8 J 。Z h a n g 和E i n s t e n 在融
其中, 为每立方米中的总节理数 , 又称为体积节理数 。 R Q D是一个与方向有关的参数, 其值 的变化可能很大 , 取决 于钻孔的方 向, 使用体积节理数概念在减少 该参 数 的方 向性 影 响方 面非常 有用 ¨ ] 。体 积 R Q D的理 论 研 究 尚不 成 熟 , 尚无 工程 应用 实 例 , 加 之 结 构 面分 布的复杂性 , 体积 R Q D尚未进入实际应用阶段 I l 。 P r i e s t 和H u d s o n ¨ 建立了 R Q D和结构面频率的关系:
【 文章编号] 2 0 9 5 — 7 6 0 2 ( 2 0 1 5 ) 0 2— 0 题
现阶段我 国核电厂地基基本 以岩石地基为主 , 地基岩体变形模量是核 电厂结构抗震及基础设计最重要的
参数之一 , 同时也是难 以准确获取的参数之一。通常意义上来讲 , 岩体 的材料力学变形 ( 小变形) 为岩块本身 的变形量和岩体结构面的变形量之和… , 故岩体的变形模量不可能通过室内岩块的力学试验获取。 目 前, 岩 体变形模量的取值一般通过以下途径 : ( a ) 原位试验 , 静力法如承压板法 、 刻槽法 、 水压法及钻孔变形计法 , 动 力法如地震法和声波法_ 2 ; ( b ) 经验关系方法 , 如通过岩体质量分类或通过某项地质指标建立与岩体变形模 量的关系, 从而利用相关关系去估计岩体变形模量 , 如R M R 、 G S I H 、 Q ] 、 R Q D _ 6 等方法 ; ( c ) 通过等效连续
合了 C o o n&M e r r i t t 、 B i e n i a w s k i 、 E b i s u 等人的工程数据后提出了根据 R Q D值估算的岩体变形模量的指数函数 经验公式 , 此公式涵盖 了所有 R Q D的取值 区域 , 得以广泛应用 , 但该公式 R Q D值在 0~ 6 0 %的样本数量上明
显偏少 , 且该范围内的 R Q D值 、 岩体及岩块的变形模量均来 自 E b i s u 等人 的工程数据。 本文以山东某核电基地为实例 , 该工程场地位于节理裂隙较发育花岗片麻岩地区 , 中等风化岩体钻孔岩 芯R Q D普遍小于 6 0 %, 根据现场大量实测岩体变形模量值 , 对Z h a n g 和E i n s t e n l 9 估算公式在 R Q D值为 0
6的描述其在rqd小于50范围内选择的数据样本同样是采用钻孔变形计法测得的图4rqd与水平南北向变形模量的关系03图5rqd与水平东西向变形模量的关系图6rqd与不同方向变形模量比值的关系从图4和图5看出利用rqd预测水平方向南北向ns和东西向ew变形模量时两者差别不大其中东西向ew变形模量值偏低由于岩体较破碎变形模量容易受到岩体结构面的影响