工程岩体分类分级
工程岩体分类分级 ppt课件
CSIR分类从现场应用来看，使用较简便，大多数场合岩体评分值（RMR） 都有用，但在处理那些造成挤压、膨胀和涌水的极其软弱岩体问题时，此法 较难应用。
2020/12/27
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按岩体结构类型分类
按岩体结构类型进行分类是中国科学院地质 研究所的谷德振教授提出的，它主要是根据岩体 的结构类型、完善程度、结构面特征以及岩块单 轴强度指标等因素的综合指标对岩体分类。
RQD
10cm(
度 100%
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根据岩芯质量指标大小，将岩体分为五类，如表1-1
表1-1
岩石质量指标
分类 很差 差 一般 好 很好
RQD/%
<25
25~50 50~75 75~90
>90
等级 Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
优缺点：简单易行，经济，快捷评价岩石质量；RQD指 标没有反映岩体的节理方位、充填物的影响，因此， 在更完善的岩体分类中，仅把RQD作为一个参数加以 利用。
工程岩体分类与分级
2020/12/27
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目录
❖工程岩体分类的目的和原则 ❖工程岩体分类 ❖我国工程岩体分级标准
2020/12/27
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工程岩体分类的目的和原则
目的： ①对工程岩体质量的优劣给予明确的区分和定性评价； ②为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供
依据。 原则：
①确定分类的目的和适用对象； ②分类是定量的，便于技术计算和制定定额； ③分类的级数合适，一般分为五级； ④分类方法和步骤简单明了，便于记忆和应用； ⑤每个分类因素是独立的，有明确的物理意义。
单轴饱和抗压强 CW 来衡量。当无条件取得
的实测值时，cw 可采用实测掩饰的点荷载
工程岩体分级标准 (四)
3岩体基本质量的分级因素3.1分级因素及其确定方法3.1.1岩体基本质量应由岩石坚硬程度和岩体完整程度两个因素确定。
3.1.2岩石坚硬程度和岩体完整程度，应采用定性划分和定量指标两种方法确定。
3.2.1岩石坚硬程度，应按表3.2.1进行定性划分。
岩石坚硬程度的定性划分表3.2.1工程岩体分级标准（三）3.2.2岩石坚硬程度定性划分时，其风化程度应按表3.2.2确定。
岩石风化程度的划分表3.2.23.3 岩体完整程度的定性划分3.3.1 岩体完整程度，应按表3.3.1进行定性划分。
岩体完整程度的定性划分表3.3.1注：平均间距指主要结构面（1～2组）间距的平均值。
3.3.2 结构面的结合程度，应根据结构面特征，按表3.3.2 确定。
结构面结合程度的划分表3.3.23.4定量指标的确定和划分3.4.1岩石坚硬程度的定量指标，应采用岩石单轴饱和抗压强度（R C）。
R C应采用实用测值。
当无条件取得实测值时，也可采用实测的岩石点荷载强度指数（IS（50））的算值，并按下式换算：RC＝22.82I（3.4.1）3.4.2岩石单轴饱和抗压强度（R C）与定性划分的岩石坚硬程度的对应关系，可按表3.4.2表确定。
R C与定性划分的岩石坚硬程度的对应关系表3.4.23.4.3 岩体完整程度的定量指标，应采用岩体完整性指数（K v）。
K v应采用实测值。
当无条件取得实测值时，也可用岩体体积节理数（Jv ），按表3.4.3确定对应的Kv值。
J v与K v对照表表3.4.33.4.4岩体完整性指数（K v）与定性划分的岩体完整程度的对应关系，可按表3.4.4确定。
K v与定性划分的岩体完整程度的对应关系表3.4.43.4.5 定量指标K v、J v的测试，应符合本标准附录A的规定。
工程岩体分级标准（四）4岩体基本质量分级4.1基本质量级别的确定4.1.1岩体基本质量分级，应根据岩体基本质量的定性特征和岩体基本质量指标（BQ）两者相结合，按表4.1.1确定。
岩石风化程度及岩体分级
岩石风化程度及岩体分级
一、《工程岩体分级标准》（GB50218-94）
岩石单轴饱和抗压强度（Rc）与定性划分的岩石坚硬程度的对应关系
二、《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）
附录A
2、风化系数为风化岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比；
3、岩石风化程度，除按表列野外特征和定量指标划分外，也可根据当地经验划分；
4、花岗岩类岩石，可采用标准贯入试验划分，N≥50为强风化，50＞N≥30为全风化，N＜30为残积土。
5、泥岩和半成岩，可不进行风化程度划分。
1、Ⅰ类岩体为软岩、较软岩时，应降为Ⅱ类岩体；
2、当地下水发育时，Ⅱ、Ⅲ类岩体可视情况降低一档；
3、强风化岩和极软岩可划为Ⅳ类岩体；
4、表中外倾结构面系指倾向与坡向的夹角＜30°的结构面；
5、岩体完整程度按附表A－2确定。
五、《公路工程地质勘察规范》（JTJ024-98）
）
六、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002
七、《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）附录H 岩体风化带划分
八、《水力发电工程地质勘察规范》（GB50287-2006）
附录F 岩体风化带划分
风化程度划分。
工程岩体分级标准 (四)
3岩体基本质量的分级因素3.1分级因素及其确定方法3.1.1岩体基本质量应由岩石坚硬程度和岩体完整程度两个因素确定。
3.1.2岩石坚硬程度和岩体完整程度，应采用定性划分和定量指标两种方法确定。
3.2.1岩石坚硬程度，应按表3.2.1进行定性划分。
岩石坚硬程度的定性划分表3.2.1工程岩体分级标准（三）3.2.2岩石坚硬程度定性划分时，其风化程度应按表3.2.2确定。
岩石风化程度的划分表3.2.23.3 岩体完整程度的定性划分3.3.1 岩体完整程度，应按表3.3.1进行定性划分。
岩体完整程度的定性划分表3.3.1注：平均间距指主要结构面（1～2组）间距的平均值。
3.3.2 结构面的结合程度，应根据结构面特征，按表3.3.2 确定。
结构面结合程度的划分表3.3.23.4定量指标的确定和划分3.4.1岩石坚硬程度的定量指标，应采用岩石单轴饱和抗压强度（R C）。
R C应采用实用测值。
当无条件取得实测值时，也可采用实测的岩石点荷载强度指数（IS（50））的算值，并按下式换算：RC＝22.82I（3.4.1）3.4.2岩石单轴饱和抗压强度（R C）与定性划分的岩石坚硬程度的对应关系，可按表3.4.2表确定。
R C与定性划分的岩石坚硬程度的对应关系表3.4.23.4.3 岩体完整程度的定量指标，应采用岩体完整性指数（K v）。
K v应采用实测值。
当无条件取得实测值时，也可用岩体体积节理数（Jv ），按表3.4.3确定对应的Kv值。
J v与K v对照表表3.4.33.4.4岩体完整性指数（K v）与定性划分的岩体完整程度的对应关系，可按表3.4.4确定。
K v与定性划分的岩体完整程度的对应关系表3.4.43.4.5 定量指标K v、J v的测试，应符合本标准附录A的规定。
工程岩体分级标准（四）4岩体基本质量分级4.1基本质量级别的确定4.1.1岩体基本质量分级，应根据岩体基本质量的定性特征和岩体基本质量指标（BQ）两者相结合，按表4.1.1确定。
岩体的分类分级与隧道支护及其案例分析
岩体的分类分级与隧道支护及其案例分析J09220210 09土木2班冯博一、岩石开挖分级与围岩工程地质分类的依据开挖分级：开挖分级依据岩石类型、天然湿度下的平均容重、凿岩机钻孔（每米耗时）、坚固系数 f，将岩石划分为Ⅴ～ⅩⅥ级。
其中，对应的坚固系数 f为1.5～ 2，2～ 4， 4～ 6， 6～ 8， 8～ 10， 10～ 12， 12～ 14， 14～ 16，16～ 18，18～ 20， 20～ 25， 25 以上。
这种划分方法主要考虑了岩石的强度和开挖的难易程度，开挖级别越高，强度越大、开挖难度越大，相应的开挖成本也越高。
这实际上是一种工程技术经济分类。
2.2 围岩工程地质分类围岩工程地质分类是从评价地下洞室围岩稳定性的角度出发，为选择地下工程临时和永久支护方案服务的，是地下洞室稳定性研究的基础。
其分类思路是对岩体的质量进行评价，考虑的因素主要是岩体的坚固性、完整性和含水性3 个方面。
国内外有关分类方案不下数十种，目前尚未统一，比较流行的有Q系统和RMR分类法。
“ 六五” 期间，原水电部将“ 水电地下工程围岩分类” 这个课题列入国家科技攻关内容进行了深入的专题研究，积累了宝贵的资料，并吸取国内外众多围岩分类方案的优点，形成了一套较为完善的围岩分类体系。
该体系主要从控制工程岩体稳定性的岩石强度、岩体完整程度、结构面状态、地下水活动程度、主要结构面产状（由结构面走向、倾向和倾角三要素决定）五个方面分别对岩体进行定量评分，根据五项得分总和并考虑围岩强度应力比，将工程岩体划分为Ⅰ～Ⅴ类。
后来，通过各方面的不断探索和完善，逐渐发展成为水利水电行业标准，并在GB 50287—99《水利水电工程地质勘察规范》附录P中列出。
Ⅰ～Ⅴ类围岩特征见表 1。
二、几种隧道围岩类别支护方法1. 浅埋Ⅰ类围岩浅埋Ⅰ类围岩大部分是强风化花岗岩，由于围岩早起压力增长快，处理不当会出现大坍塌，尤其浅埋地段还会产生地表下沉等恶性事故。
工程岩体分级方案
工程岩体分级方案摘要工程岩体的分类和分级对于工程项目的设计和施工具有重要意义。
本文综合考虑了岩石的物理性质、力学性质和工程性质，提出了一种综合的工程岩体分级方案。
该方案根据岩石的岩石名称、岩石的完整性、岩石的均匀性、岩石的结构、岩石的硬度、岩石的风化、岩体的开裂、岩体的岩浆与非岩浆等多个指标对岩石进行了分类和分级。
通过对岩石的分级，可以为工程项目提供合理的材料选择和施工设计的依据。
1. 引言岩石是大自然中非常常见的一种自然物质，是地球地壳的重要组成部分。
岩石在工程项目中起着非常重要的作用，它不仅是地基工程、水利水电工程、隧道工程等工程项目的构造材料，同时也是工程施工和设计中的一个非常重要的地质因素。
在岩石工程领域，对岩石的分类和分级一直是一个重要的研究领域。
建立合理的岩体分级方案，不仅可以为工程项目提供合理的材料选择和施工设计的依据，同时也可以为岩石工程领域的研究提供新的思路和方法。
2. 现有的岩体分级方案目前，已经存在许多岩体的分类和分级方法。
根据国际上常用的分类方法，可以将岩体分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类型，而每一大类型下还有许多的小分类。
此外，还有一些学者提出了基于岩石的物理性质、力学性质和化学性质等方面的分级方法。
但是，目前的分类方法在实际应用中存在一些问题，例如分类方法繁琐复杂、分类标准不够科学、分类不够细致等问题。
因此，有必要建立一种新的综合的岩体分级方案。
3. 工程岩体的分类和分级在岩石工程领域，对岩石进行合理的分类和分级是非常重要的。
岩石的物理性质、力学性质和化学性质等多个方面都会影响工程项目的设计和施工。
在本文中，我们将岩体分级分为七个等级，即I级岩体、II级岩体、III级岩体、IV级岩体、V级岩体、VI级岩体、VII级岩体。
在对岩石进行分级时，我们将考虑岩石的岩石名称、岩石的完整性、岩石的均匀性、岩石的结构、岩石的硬度、岩石的风化、岩体的开裂、岩体的岩浆与非岩浆等多个指标。
工程岩体分级标准
工程岩体分级标准1 总则1.0.1 为建立统一的评价工程岩体稳定性的分级方法；为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据，制定本标准。
1.0.2 本标准适用于各类型岩石工程的岩体分级。
1.0.3 工程岩体分级，应采用定性与定量相结合的方法，并分两步进行，先确定岩体基本质量，再结合具体工程的特点确定岩体级别。
1.0.4 工程岩体分级所必需的地质调查和岩石试验，除应符合本标准外，尚应符合有关现行国家标准的规定。
2 术语、符号2.l 术语2.1.1 岩石工程rock engineering以岩体为工程建筑物地甚或环境，并对岩体进行开挖或加固的工程，包括地下工程和地面工程。
2.1.2 工程岩体engineering rock mass岩石工程影响范围内的岩体，包括地下工程岩体、工业与民用建筑地基、大坝基岩、边坡岩体等。
2.1.3 岩体基本质量rock mass basic quality岩体所固有的、影响工程岩体稳定性的最基本属性，岩体基本质量由岩石坚硬程度和岩体完整程度所决定。
2.1.4 结构面structural Plane（discontilnuity）岩体内开裂的和易开裂的面，如层面、节理、断层、片理等，又称不连续面。
2.1.5 岩体完整性指数（KV）（岩体速度指数）intactness index of rock mass（velocity index of rock mass）岩体弹性纵波速度与岩石弹性纵波速度之比的平方。
2.1.6 岩体体积节理数（JV）volumetric joint count of rock mass单体岩体体积内的节理（结构面）数目。
2.1.7 点荷载强度指数从（IS（50））point load strength index直径50mm圆柱形试件径向加压时的点荷载强度。
2.1.8 地下工程岩体自稳能力（stand－up time of rock mass for underground excavation）在不支护条件下，地下工程岩体不产生任何形式破坏的能力。
工程岩体分级标准
3.2.1岩石坚硬程度，应按表3.2.1进行定性划分。
岩石坚硬程度的定性划分表3.2.1
名称
定性鉴定
代表性岩石
硬
质
岩
坚硬岩
锤击声清脆，有回弹，震手，难击碎；
浸水后，大多无吸水反应
末风化～微风化的；
花岗岩、正长岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、片麻岩、石英片岩、硅质板岩、石英岩、硅质胶结的砾岩、石英砂岩、硅质石灰岩等
较坚硬岩
锤击声较清脆，有轻微回弹，稍震手，较难击碎；
浸水后，有轻微吸水反应
1.弱风化的坚硬岩；
2.未风化～微风化的：
熔结凝灰岩、大理岩、板岩、白云岩、石灰岩、钙质胶结的砂岩等
软
质
岩
较软岩
锤击声不清脆，无回弹，较易击碎；
浸水后，指甲可刻出印痕
1.强风化的坚硬岩；
2.弱风化的较坚硬岩；
3.未风化～微风化的：
岩石风化程度的划分表3.2.2
名称
风化特征
未风化
结构构造未变，岩质新鲜
微风化
结构构造、矿物色泽基本未变，部分裂隙面有铁锰质渲染
弱风化
结构构造部分破坏，矿物色泽较明显变化，裂隙面出现风化矿物或存在风化夹层
强风化
结构构造大部分破坏，矿物色泽明显变化，长石、云母等多风化成次生矿物
全风化
结构构造全部破坏，矿物成分除石英外，大部分风化成土状
岩体内开裂的和易开裂的面，如层面、节理、断层、片理等，又称不连续面。
2.1.5岩体完整性指数（KV）（岩体速度指数）intactness index of rock mass（velocity index of rock mass）
岩体弹性纵波速度与岩石弹性纵波速度之比的平方。
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CSIR分类指标值RMR由岩块强度、RQD值、节理 间距、节理条件及地下水等5种指标组成。分类时， 根据各种指标数值按表1-2的标注评分，求和总分 RMR值，然后按表1-3和表1-5的规定对总分做适当 修正，最后用修正的总分对照表1-4求得所研究岩 体的类别及相应的无支护地下工程的自稳定时间 和岩体强度指标（C，φ）值。
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表1-2
岩体地质力（RMR）分类表——分类参数及评分值
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续表1-2
表1-3
岩体地质力学（RMR）分类表——按节理方向修正评分值
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表1-4 岩体地质力学（RAR）分类表——按总评分值确定的岩体级别及岩体质量评价
表1-5
节理走向和倾角对隧道开挖的影响
岩体基本质量分级应根据岩体的定性特征和岩体基本 质量指标BQ两者共同确定。 岩体基本质量指标BQ的确定。岩体基本质量指标BQ以 103个典型工程为抽样总体，采用多元逐步回归和判别分 析法建立岩体基本质量定量指标之间的关系式
BQ 90 3CW 250IV
a当cw 90Iv 30时，以cw 90Iv 30和Iv代入上式求BQ值 b当Iv 0.04cw 0.4时，以Iv 0.04cw 0.4和cw代入上式求BQ值
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工程岩体基本质量的确定与分级
《工程岩体分级标准》指出：岩石的坚 硬程度与完整程度所决定的岩体基本质量， 是岩体所固有的属性，是区别工程因素的 共性。岩石的坚硬程度与完整程度，应采 用定性划分与定量指标两种方法确定。
（1）岩体基本质量的定性划分方法
按岩体坚硬程度的定性划分如表1-7所示
I
(
ml cl
)2
性系数Iv确定。
当无条件取得 Jv 实测值时，可选择有代表 性的露头或开
挖面，对不同的工程地质岩组进行节理裂隙统计，计算岩
体体积节理数
Jv
(条
/
m3 )
Jv
S1
S2
Sn
Sk
表1-11
实测岩体体积节理数
J
与岩体完整性指数
v
I
对应表
v
Jv (条/ m3)
Iv
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（3）岩体基本质量分级
单轴饱和抗压强 CW 来衡量。当无条件取得
的实测值时，cw 可采用实测掩饰的点荷载
强度指数 IS(50) 进行换算，IS(50) 是指直径50mm圆 柱形试件径向加压时的点荷载强度。
cw
22.82I
0.75 S (50)
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岩体完整程度定量指标的确定与划分
岩体完整度定量指标，采用实测岩体完整
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工程岩体分类
工程岩体分类现状：
按其所涉及的 因素多少分
单因素分类法 多因素分类法
按其目的分
4
综合性 专题性
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按岩石质量指标RQD分类
用直径大于或等于75mm的金刚石钻头和双层岩 芯管在岩石中钻进，连续取芯，将长度在10cm （含 10cm）以上的岩芯累计长度占钻孔总长度的百分比， 称为岩石质量指标RQD
CSIR分类从现场应用来看，使用较简便，大多数场合岩体评分值（RMR） 都有用，但在处理那些造成挤压、膨胀和涌水的极其软弱岩体问题时，此法 较难应用。
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按岩体结构类型分类
按岩体结构类型进行分类是中国科学院地质 研究所的谷德振教授提出的，它主要是根据岩体 的结构类型、完善程度、结构面特征以及岩块单 轴强度指标等因素的综合指标对岩体分类。
RQD
10cm(
含10cm）以上的岩芯 钻孔长度
累计长度 100%
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根据岩芯质量指标大小，将岩体分为五类，如表1-1
表1-1
岩石质量指标
分类 很差 差 一般 好 很好
RQD/%
<25
25~50 50~75 75~90
>90
等级 Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
优缺点：简单易行，经济，快捷评价岩石质量；RQD指 标没有反映岩体的节理方位、充填物的影响，因此， 在更完善的岩体分类中，仅把RQD作为一个参数加以 利用。
工程岩体分类与分级
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目录
❖工程岩体分类的目的和原则 ❖工程岩体分类 ❖我国工程岩体分级标准
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工程岩体分类的目的和原则
目的： ①对工程岩体质量的优劣给予明确的区分和定性评价； ②为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供
依据。 原则：
①确定分类的目的和适用对象； ②分类是定量的，便于技术计算和制定定额； ③分类的级数合适，一般分为五级； ④分类方法和步骤简单明了，便于记忆和应用； ⑤每个分类因素是独立的，有明确的物理意义。
岩体基本质量分级。按计算的BQ值和岩体基本质量的特 性将岩体划分为五级如表1-12所列
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表1-12
岩体基本质量分级
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工程岩体质量指标BQ的修正与分级
工程岩体的稳定性，除与岩体基本质量的好坏有关外，
还受地下水、主要软弱结构面、初始地应力场的影响。应 结合工程特点，考虑各种影响因素修正岩体基本质量指标 BQ值，作了不同工程岩体分级的定量依据。
特点：充分考虑岩体中各种结构的地质成因， 突出岩体的工程地质特性。岩体的强度指标采用 岩块的饱和单轴抗压强度值来衡量。
I ( ml )2 cl
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表1-6
岩体结构类型分类表
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我国工程岩体分级标准
我国《工程岩体分级标准》 （GB50218-94）提出两步分级法：1按岩体 基本质量指标BQ进行初步分级；2针对各类 工程岩体特点，考虑各因素的影响，对BQ 值进行修正，再详细分级。
按岩体完整程度的定性划分如表1-8所示
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表1-9 表1-10 Iv与定性划分的岩石完整程度的对应关系
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（2）岩体基本质量定量指标的确定与划分 岩体坚硬程度定量指标的确定与划分
岩石坚硬程度定量指标，采用实测岩石
因此，对工程岩体BQ值修正值按下式计算
BQ BQ 100(K1 K2 K3)
根据修正值BQ进行工程岩体分级仍按表1-12进行各级 岩体的物理力学参数和岩体自稳定能力按表1-16确定。
边坡工程岩体详细定级时，应按不同坡度考虑地下水、 地表水、初始应力场、结构面间的组合、结构面的产状与 边坡面之间的关系等因素对边坡岩体级别的影响修正。