岩体工程分类方法及应用研究

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岩体质量分类Q系统评述

中图分类号：文献标识码：A
1 岩体质量分类Q系统的发展过程
岩体质量分类 Q 系统，简称 Q 系统，其英文名称为 The Q-system for the rock mass classification（or characterization），是目前应用最广的岩体质量分类方法，其最初目的是为了确定隧洞施工时的支护方案。该系统建立了岩体质量指标 Q 与支护类型之间的关系，并在隧洞开挖实例验证的基础上建立了洞室开挖跨度与 Q 值的关系。 Q 系统是 1974 年挪威的巴顿（Nick Barton）等人在研究了 212 个隧洞工程实例的基础上建立起来的，它主要考虑了岩体完整性、节理特性、地下水和地应力影响，并以六个参数（统称为 Q 参数）确定反映隧洞围岩稳定性的岩体质量指标 Q 值。Q 值按下式计算：
RQD J r J w Q= × × J n J a SRF RQD——Deere 的岩石质量指标，Jn——节理组数，这两者的比值粗略地代表岩
式中石的块度。 Jr——最脆弱节理的粗糙度系数，Ja——最脆弱节理面的蚀变程度或充填情况，这两者的比值代表了最脆弱节理的抗剪强度。Jw——裂隙水折减系数，SRF——应力折减系数，这两者的比值反映围岩的主动应力。 Q 系统的发展总是与施工技术、支护技术相联系的。上世纪 70 年代，隧洞埋藏深度较浅，212 个隧洞工程实例中隧洞埋深均小于 500 m，一般埋深为 50～250 m；跨度或直径多为 5～15 m，少数跨度较大，212 个隧洞工程实例中有 40 个为水电工程项目，其跨度为 15～ 30 m，壁高 30～60 m；支护方法主要是素喷混凝土（plain shotcrete,简称 S）、挂网喷混凝土(steel-mesh reinforced shotcrete 简称 S(mr))、混凝土拱衬砌（cast concrete arches, 简称 CCA）。这一阶段的隧洞特点是埋深浅、跨度小，支护型式以挂网喷混凝土加锚杆、混凝土拱衬砌等为主。上世纪八十年代初开始，用水拌合、钢纤维喷混凝土(S(fr))加锚杆的支护成为挪威洞室永久支护的主要方法。经过十多年的实践，这种支护得到了明显改进。1993年，格姆斯坦德（ Grimstad）等根据1050个工程实例，建立了混凝土喷层厚度与锚杆间距、以及岩体质量Q值之间的关系。在极差岩体中除S(fr)和岩石锚栓以外，使用钢筋条喷混凝土拱肋的原理也得到了发展，这实际上已取代了混凝土衬砌。拱肋之间的厚度、宽度和间距取决于岩体质量Q值。为了防止岩石剥落和板裂，在高地应力区也广泛应用了S(fr)支护。把Q系统和S(fr)、岩石锚杆支护措施结合起来作为隧洞的永久支护，是挪威成洞法(NMT)的最重要组成部分。格姆斯坦德（Grimstad）、巴顿于1993年对地应力影响系数SRF 进行了修正，修正后的 Q系统不但适用于浅埋隧洞、也适用于深埋及超深埋隧洞（一般将300 m作为浅埋与深埋的分

软硬互层岩体的定义

软硬互层岩体的定义1.引言1.1 概述软硬互层岩体是指由软岩和硬岩交替堆叠而成的一种特殊岩石体。

在这种岩体中，软硬岩层以不同层位交替出现，形成了一种独特的地质结构。

软硬互层岩体的研究已成为地质学和岩土工程领域的重要课题。

概括而言，软硬互层岩体的定义可以理解为由软岩和硬岩层交替组成的层状岩石体。

软岩通常具有较低的强度和较高的变形性，而硬岩则相对坚硬且强度较高。

软硬互层岩体的软岩层和硬岩层呈现出不同的物理性质和力学特性，对工程施工和地质灾害的影响巨大。

软硬互层岩体的特征主要体现在以下几个方面。

首先，软岩层和硬岩层的厚度和性质有明显的差异，形成了分层结构。

其次，软硬岩层的接触面上往往存在较强的接触剪切面和接触面的变形带。

再者，软硬互层岩体中的软岩层在应力作用下容易发生变形，而硬岩层则相对稳定，这种差异性也是造成岩体变形和破坏的主要原因之一。

软硬互层岩体的研究具有重要的理论和实际意义。

首先，对软硬互层岩体的深入研究可以为岩土工程的设计和施工提供可靠的理论依据和技术指导。

其次，软硬互层岩体的研究对于地质灾害的预防与治理、岩石力学的发展以及地质资源的开发利用都具有重要的意义。

在未来的研究中，我们需要进一步完善对软硬互层岩体的定义和分类。

同时，还应加强对软硬互层岩体的力学性质、变形特征和破坏规律等方面的研究，以提高对岩体行为的认识和理解。

这些研究成果的应用将在岩土工程和地质灾害防治等领域中发挥重要作用，为社会经济的发展和人类生活的改善做出积极贡献。

1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式进行编写：文章结构：本文主要从软硬互层岩体的定义和特征两个方面展开讨论。

首先，在引言部分概述了本文的内容，并明确了文章的目的与意义。

接着，在正文部分，我们将详细介绍软硬互层岩体的概念以及其特征。

而后，在结论部分，我们会对软硬互层岩体的定义和分类进行总结，并进一步探讨其研究的意义和应用前景。

通过以上的结构安排，本文将全面系统地探讨软硬互层岩体的相关问题，旨在深入理解其定义和特征，并探究其在实际应用中的价值。

深部岩体力学与开采理论研究进展

深部岩体力学与开采理论研究进展随着矿产资源的不断开采，浅层矿产资源日益枯竭，矿产开采逐步向深部转移。

深部岩体力学与开采理论作为矿产资源开采的重要支撑，近年来取得了长足的发展。

本文将探讨深部岩体力学与开采理论的研究现状及进展，旨在为相关领域的研究提供参考和借鉴。

深部岩体力学与开采理论是一个涉及多个学科领域的复杂系统。

在研究过程中，需要综合运用地球物理学、地质学、岩石力学、采矿学等多个学科的知识和方法，以揭示深部岩体复杂的物理、力学行为和开采过程中的动态变化规律。

针对深部岩体力学与开采理论的研究，国内外学者已取得一系列重要成果。

在理论方面，建立了深部岩体应力场、位移场分析方法，提出了多种数值计算模型和数值求解技术，为准确预测岩体动态行为提供了有效手段。

在实践方面，不断探索和发展了各种高效、安全的采矿技术和装备，为实现深部矿产资源的高效、安全开采提供了重要保障。

然而，深部岩体力学与开采理论仍面临诸多挑战和问题。

深部岩体复杂的物理、力学特性给理论研究带来很大困难，需要加强基础理论研究，深入揭示深部岩体的力学行为和变形规律。

深部开采过程中岩体应力场、位移场的调控技术和装备亟待研发，以实现开采过程的安全、高效和可控。

针对不同地域、不同矿种的开采技术需要进一步集成和创新，以满足多样化的矿产资源需求。

深部岩体力学与开采理论是矿产资源开采的重要基础，在未来的研究中需要不断加强基础理论、关键技术和装备的研究和开发，以适应矿产资源开采深度和广度的不断增加，推动我国矿业事业的持续发展。

需要重视学科交叉和融合，加强国内外学术交流与合作，共同推进深部岩体力学与开采理论的研究和应用水平不断提升。

深部岩体力学与开采理论是采矿工程领域的重要研究方向。

本文将探讨这一领域的研究构思和预期成果展望。

深部岩体力学与开采理论的研究目标包括： a.深入了解深部岩体的应力场和变形特征； b.探究采矿活动对周围环境的影响； c.提出有效的开采技术和方法，提高开采效率； d.确保开采过程的安全性和环境保护。

ISMA型花岗岩研究综述

ISMA型花岗岩研究综述摘要：本文在论述花岗岩主要分类的基础上论述了ISMA花岗岩类的基本含义，讨论了人们在以后应用和推广ISMA这类花岗岩分类方案时存在的一些问题，指出了ISMA花岗岩类本身在分类过程中存在的一些基本问题。

关键词：花岗岩；研究进展；ISMA类花岗岩类是岩石圈的重要组成部分，在造山带分布尤为广泛，是指示造山带深部壳幔组成等主要信息的岩石探针，也是研究造山带地球动力学的主要窗口和首选途径。

研究大陆岩石圈的结构、组成和演化，必然涉及有花岗岩的分类问题。

1花岗岩类常用分类方案1.1基本分类方案基本分类是以矿物学—岩石学为基本准则对花岗岩类进行的分类方案，以国际地科联（IUGS）火成岩分类委员会推荐的方案为代表，在具体操作中通常采用Q-A-P三角图解和配套图解进行岩石学分类。

是以主要常见造岩矿物为对象的岩石分类定名方法，定名在野外露头尺度观察即可完成（有时需要借助镜下薄片观察），具有标准统一，易掌握，不带成因等分析性和推断性分类因素，因而可用于非造山带区和造山带区的所有花岗岩类分类和定名。

1.2综合性分类方案在基本分类基础上综合了各派生分类方案建立的分类为综合性分类。

最新的花岗岩类综合性分类方案由法国学者Barbarin（1997）提出。

这一分类方案广泛吸收了近年来许多学者对花岗岩类的分类方案，并将花岗岩类的主要造岩矿物组合、QAP岩石类型和野外关系及重要的岩石化学、同位素特征相联系，同时也将主要岩石类型与花岗岩的形成环境相联系。

Barbarin称这一方案不是仅仅根据化学和同位素准则，也考虑了野外关系、岩石学和矿物学准则，并对现行大多数分类做了补充，具有在野外即可区分不同花岗岩类型的优点。

1.3I-S-M-A分类方案该分类最早由Chappell和White（1974）在研究澳大利亚拉克兰（Lachlan）褶皱带早古生代花岗岩类岩石时提出，他们认为I型花岗岩的源岩为未经地表风化作用的火成岩，而S型花岗岩的源岩为经历过地表风化作用的沉积物质；Loiselle和Wones1979年提出了A型花岗岩的概念，他们认为这类花岗岩具有碱性（alkaline），贫水（anhydrous），非造山（anorogenic）的特性，由于这三个特性英文单词的首字母均为A，所以称之为A型花岗岩；White于1977年提出了M型花岗岩的概念，认为花岗岩中还有少数部分可能直接来自地幔，是由地幔岩浆经长期分异演化的产物，称为幔源（mantle-derived）花岗岩，即M型花岗岩。

第十章岩体力学数值计算方法及新进展简介

六、新的数学计算方法和软科学在岩石力学中的应用
1.分形几何及其在岩石力学中的应用
分形几何是近十年来发展起来的研究非线性现象和图形不规律性的理论和方法，它在处理岩石断裂形貌、岩石破碎、岩体结构、岩石颗粒特征等过去认为难以解决的复杂问题，得到了一系列准确的解释和定量结果。下面图表是分形几何在岩体结构的分维中的应用。
此外，在计算方法上，还有半解析法、加权残余法以及松弛法中的经松弛法以及上述方法的耦合应用。
• 例子
五、位移反分析法在岩体力学中的应用
1.位移反分析法：在岩体工程施工开挖过程中，通过测量位移、应变或应力，来确定岩体的初始地应力或岩体力学参数。
用
反问题法不仅是参数估计，它的进一步推广应用是工程预测和险情预报、反馈动态设计、调整施工方案以及可靠度评价等
其是工程地质方面的学科的理论与方法进一步完善。特别是勘探手段与技术方法的发展紧密相关。因此要发展岩体力学着门学科，应密切注视工程地质学科方面的发展，它们是相辅相成密不可分的。
二、固体力学成就在岩体力学中的应用
（一）断裂力学在岩体力学中的应用
目前，岩石断裂力学的应用前景主要如下：
1.岩石的断裂预测与控制断裂;
（二）有限元法原理及其应用要点
原理：通过变分原理（或加权余量法）和分区插值的离散化处理把基本支配方程转化为线性代数方程，把待解域内的连续函数转化为求解有限个离散点（节点）处的场函数值。
• 应用要点：
１.正确划分计算范围与边界条件 2.正确输入岩体参数及初始地应力场 3.采用特殊单元来考虑岩体的非连续性和边界效应
2.岩石裂纹的形成与扩展.
（二）损伤力学在岩体力学中的应用
将损伤力学的基本方法和过程应用于岩石力学即岩石损伤力学。岩石损伤力学认为：岩体内存在有连续分布性的初始缺陷和密集的微观裂纹，但在宏观上仍可视为连续介质看待。对于遍布节理，裂隙岩体或呈多组节理分布的裂隙岩体更切合实际。

功效系数法在地铁隧道围岩分级中的应用

功效系数法在地铁隧道围岩分级中的应用地铁隧道硐室开挖过程的围岩级别直接关系到硐室的稳定性及隧道的开挖方式。

功效系数法是一种多因子综合评价方法，能同时进行多个评价因子、多个对象的综合评价，并确定评价对象所属类别。

结合地铁隧道的实际地质情况，选取岩石抗压强度、完整系数、软化系数、结构面性态、地下水作为围岩稳定性的评价因素，进行围岩分级。

结果表明，采用功效系数法对围岩稳定性分级是可行的，分析结果与实际开挖情况相吻合。

标签：功效系数法围岩分级地铁0引言我国自1965年开始在北京修建地铁，至今已有北京、天津、上海、广州、深圳、南京等城市的地铁线路投入运营，这些地铁线路的开通极大的缓解了交通拥挤状况。

正在修建地铁的城市有成都、青岛、重庆、沈阳、武汉、太原、石家庄等，因而，城市地铁的建设将是我国二十一世纪城市地下空间开发的重点。

青岛地铁一期工程（3号线）是青岛市首条地铁线路，总投资152亿元，2009年6月开工建设试验段，2010年6月进入全线施工阶段。

目前2号线也已开始施工，同时1、4、6号线也已通过发改委批准立项。

青岛地铁地质情况复杂，虽然基岩条件较好，为花岗岩，但是部分区域存在较差地质。

在地铁隧道施工前的基础工作就是要对围岩进行分级，对岩体质量进行分级评价，而地下工程围岩稳定性影响因素甚多，如岩性、岩体结构、地下水等，且这些影响因素之间的作用关系相当复杂。

围岩类别与其影响因素之间呈现高度非线性关系，故对围岩体进行分类是一个较为复杂的过程。

功效系数法是一种多因子综合评价方法，能同时进行多个评价因子、多个对象的综合评价，并确定评价对象所属类别。

鉴于此，本文采用功效系数法对青岛地铁施工区的围岩级别进行了判断，得到了一些有益的结论。

1功效系数法基本原理功效系数法又叫功效函数法，其根据多目标规划原理，把所要考核的各项指标按多档次标准，通过功效函数转化为可以度量的评价分数，然后根据评价对象进行总体评分，最后依据得分来判断优劣，该方法常用于评价对象的比较、排序，很少用于分类[8]。

多种工程岩体质量评价方法的关联及其应用探讨

多种工程岩体质量评价方法的关联及其应用探讨于世波;王辉;曹辉;叶光祥【摘要】总结了常用工程岩体质量评价方法的相互关系.以土屋铜矿露天边坡工程地质调查数据为基础,对RMR-GSI法、Q-GSI法和GSI图表法三种方法的工程岩体质量计算结果进行探讨分析.分析结果表明,基于大量工程地质调查数据基础上的RMR-GSI换算法和Q-GSI换算法能够避免单一GSI图表法主观性大、量化结果不强的特点.参与调查的结构面越多,多种方法计算的GSI值越接近.大量的工程地质调查能够提高GSI值的精确程度,对于边坡稳定性分析尤为重要.【期刊名称】《有色金属（矿山部分）》【年(卷),期】2015(067)001【总页数】4页(P83-86)【关键词】相互关系;GSI法;工程岩体质量评价;RMR-GSI法;Q-GSI法【作者】于世波;王辉;曹辉;叶光祥【作者单位】北京矿冶研究总院,北京100160;中国中铁置业集团有限公司,北京100055;北京矿冶研究总院,北京100160;北京矿冶研究总院,北京100160【正文语种】中文【中图分类】TD353;TD854+.6工程岩体质量评价是对所有工程岩体力学参数进行折减和确定的前提和基础。

工程岩体质量评价的结果直接关系着边坡、地下工程稳定性分析的准确性和可靠性。

岩石力学工作者在多年的工程实践中已经发展起来多种工程岩体的评价方法，其中包括单一指标分级方法(以RQD、弹性波速度指标为分类依据)［1］和岩体综合指标分级方法(以RMR分级方法［2］、Q系统分类方法［3－4］、GSI地质力学方法［5］和我国工程岩体分级标准推荐的［BQ］分级方法［6］等为代表)。

近年来，随着对自然崩落法的研究，日渐发展起来的MRMR分级方法［7－9］日益得到广泛的应用。

工程岩体质量评价主要作用是为工程岩体强度参数折减和工程岩体的稳定性评价提供基础数据，现阶段能够直接且唯一服务于工程岩体力学参数折减［10－11］的工程岩体质量评价方法是GSI地质强度指标法，但经过大量的工程实践经验的积累，RMR值和 Q值能够实现向 GSI值的换算和转化(即RMR-GSI换算法和Q-GSI换算法)，且这三种方法在确定工程岩体质量上互有优劣，以下将介绍三种方法之间的相互关系。

岩石稳定性分析方法及应用

岩石稳定性分析方法及应用岩石稳定性是岩土工程中非常重要的一个研究方向。

在工程中，岩石的稳定性对于确保工程的安全和可靠性至关重要。

本文将介绍一些常见的岩石稳定性分析方法，并探讨其在工程实践中的应用。

一、岩石稳定性分析方法1. 直观法直观法是最简单常用的一种岩石稳定性分析方法。

它基于对岩体的直观观察和经验判断，主要包括裂缝分布、岩体断面形态、岩体颜色变化等方面的观察。

通过对这些直观指标的分析，可以初步评估岩石的稳定性。

2. 摩尔－库伦准则摩尔－库伦准则是基于极限平衡原理和强度理论的一种经典分析方法。

它将岩石视为具有一定内聚力的等效材料，基于材料的内聚强度和应变能耗散能力进行分析，计算岩体是否稳定。

该方法适用于简单的岩石体或者边坡稳定性分析。

3. 数值模拟法数值模拟法是利用计算机进行岩石稳定性分析的一种方法。

它基于有限元或有限差分法，将岩石体离散化为一系列有限大小的元素或节点，通过求解力学方程得到岩体的应力和应变分布。

数值模拟法可以考虑复杂的岩石结构和边界条件，对于复杂工程问题的分析具有较好的适用性。

二、岩石稳定性分析方法的应用1. 边坡稳定性分析在公路、铁路、水电站等工程中，岩石边坡的稳定性是一个必须要考虑的问题。

通过对边坡进行岩石稳定性分析，可以确定边坡的合理坡度和防护措施，确保工程的长期稳定运行。

2. 堡坎固结场稳定性分析堡坎固结场是矿山开采过程中的一个重要工程环节。

通过对岩石堡坎的稳定性进行分析，可以评估岩石的开挖难度和支护方案，确保矿山开采的安全和高效进行。

3. 岩石坝稳定性分析岩石坝在水利工程中应用广泛，其稳定性对于坝体的安全和工程的可靠性至关重要。

通过岩石稳定性分析，可以确定岩石坝的合理坡度和防护措施，保证坝体长期稳定运行，并防止坝体发生破坏。

总结：岩石稳定性分析是岩土工程中的重要内容，通过合理的分析方法和工具，可以评估岩石体的稳定状况，为工程的设计和施工提供科学依据。

本文介绍了一些常见的岩石稳定性分析方法，并探讨了它们在工程实践中的应用领域。

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经验来对岩体进行归类的方法，形成了以定性描述
★基金项目：西省交通厅科技项目（００００５江２１Ｃ０６）
方法
及
王燕易萍华时宁
ＷａｇＹａｉｇｕｈｎｎｈＹｉｎｈａＳｉＰＮｉｇ
应
用
研
究
（．１东华理工大学，江西南昌３０１；．３０３２江西省交通科学研究院，江西南昌３０３）３０８
（．ａｔｈｎｓｔｔｆｅｈｏｏｙＪｎｘＮａｃａｇ３０３２Ｊｎｘｒｖｎｉａｅｆｒｆｃ１ｓＣｉａｎｔｕｅＴｃｎｌｇ，ｉｇｉｎｈｎ０１；．ａｇｉｏｉｃａＡｃｄｍｙｏＴａＥＩｉｏａ３ｉＰｌｉ
０引言工程岩体分类是岩体力学的一个重要研究课
为主和定量指标为辅对工程岩体综合评价的分类方法。因此，岩体工程分类对正确认识岩体的基本质量
题，是工程岩体稳定分析的基础，也是岩体工程地质条件定量化的一个重要途径。工程岩体分类是根据实际工程的需求，对工程建筑物基础或围岩体进行分类的一种方法。而岩体分类经历了早期较为简单的岩石分类到多参数分类，从定性分类到定量半定量分类的发展过程。目，前在国际上，工程岩体分类采用的是根据各种手段获取的“ 综合特征值” 来反映岩体的工程特性，把它作为工程岩体分类的基本定量指标［并与岩体的一些简单、１Ｊ，实测的指标、工程岩体地质条件和岩体力学参数联系起来，借鉴已建和完工的工程的设计、施工和处理的成功和失败的
ｉｇｔｅｎｔｄｕｅＴｉａｉｌｍａｌｉｔｄｃｓＲｎｐｓｄｉｅｓ．ｈｓｒｃｉｙｎｒｕｅＭＲｎｌｓｆａｉｎｓｓｍｓｙｓｍｐｅｎｅｙａｎｎｔｅｎｏａｄＱｃｓｃｔｙｔａｌａｄｔｎａｉｉｏｅｂｓｈ
Ｉｅｅｔｅｒ，ｘｅｓｆｍｏｅａｄａｒａｓａｌｖｌａｅｔｅｅｇｎｅｉｇｎｔｒｆｏｋｍａｓｂｏｉｉｇｎｒｃｎａｓｅｐｒｏｈｍｎｂｏｄｕｕｌｅａｕｔｎｉｅｒａｕｅｏｃｓｙｃｍｂｎｎｙｔｒｙｈｎｒｔｅｑａｉｔｅｍｅｈｄａｄｑａｔａｉｅｍｅｈｄａｄｃａｓｆｅｅｇｎｅｉｇｒｃｓｃｏｄｎｅｒｎｉｅｒｈｕｌａｉｔｏｎｕｎｉｔｔｏｎｌｓｉｔｎｉｅｒｏｋｍａｓａｃｒｉｇｔｔｉｅｇｎｅ — ｔｖｔｖｙｈｎｏｈ
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Ｋｅｗｏｄ：ＥｎｉｅｒｎｃａｓＲｏｋＣｌｓｉｃｔｎ；ｒｅａｉｎｙｒｓｇｎｅｇＲｏｋＭｓ；ｃａｓｆａｉＣｏｒｌｔｉｉｏｏ
及特性，以及对稳定性作出评价及指导实践工程有重要的意义。目，评价岩体稳定性最基本和最常用的方法前有三种：分析计算、模拟试验和岩体分级［２］。分析计算是通过对工程岩体稳定性作分析判断的数值进行科学计算，以定量的方法反映岩体各种地质作用力的状况；模拟试验是通过人为再现岩体环境状态下应力变化；岩体分级法是建立在以往工程实践经验和岩石力学试验基础上的，通过少量简易的地质勘察和岩石力学试验就能确定岩体级别，作出稳定性评价，给出相应的物理力学参数，提供加固措施参考
绍ＲＲ和Ｑ分类系统，Ｍ并分析两类分类系统的相互关系。关键词：工程岩体；岩体分类；相关性中图分类号：Ｕ５Ｔ４文献标识码：Ａ文章编号：６１４９（０２０—１５０１７．７２２１）３０４．５
ＡｂｔａｔＴｈｌｓｉｃｔｎｏｇｎｅｎｃｓｌｙｎｉｏｔｎｏｅｉｅｅｇｎｅｎｏｓｕｔｎｓｒｃ：ｅｃａｓｆａｉｆｎｉｅｒｇｒｋｍａｓａｓａｉｏｅｉｏｐｍｐｒａｔｌｔｎｉｅｒｇｃｎｔｃｉ．ｒｎｈｉｒｏ
Ｓｉｃ，ｉｇｉＮａｃａｇ３０３）ｃｎｅＪｎｘｎｈｎ３０８ｅａ
摘要：工程岩体分类在工程建设中起着重要的作用。近年来，国内外专家通常采用定性和定量相结合
的方法来评价岩体的工程性质，并根据其工程类型和使用目的对工程岩体进行分类。文主要通过实例来介本