有关隧道围岩的分级
20231009公路隧道围岩分级

公路隧道围岩分级一、公路隧道围岩分级隧道围岩分级可以作为隧道开挖方法选用的前提条件。
公路隧道围岩级别一共分了六级,分别用罗马数字I、II、III、IV、V、VI来表示。
根据围岩或土体的主要定性特征(包括坚硬程度和完整程度)以及围岩基本质量指标BQ来确定围岩的级别。
I级围岩。
定性特征:坚硬岩(饱和抗压极限强度Rb>60MPa),岩体完整、巨块状或巨厚层状整体结构。
围岩基本质量指标BQ>550MPa0II级围岩。
定性特征:坚硬岩(R b>3OMPa),岩体较完整,块状或厚层状结构;较坚硬岩,岩体完整,块状整体结构。
围岩基本质量指标BQ=550-451MPa,In级围岩。
定性特征:坚硬岩,岩体较破碎;较坚硬岩,岩体较完整;较软硬质岩,岩体较完整。
围岩基本质量指标BQ=450-351MPaoIV级围岩。
定性特征:坚硬岩,岩体破碎;较坚硬岩,岩体较破碎-破碎;较软岩或软硬岩互层,岩体较完整-较破碎。
黄土(QI,Q2)。
围岩基本质量指标BQ=350-251MPa.V级围岩。
定性特征:较软岩,岩体破碎;软岩,岩体较破碎-破碎;极破碎的各类岩体。
黄土(Q3,Q4)(,围岩基本质量指标BQW250MPa.VI级围岩。
土。
技巧归纳:坚硬岩有I、II、III、IV这四种围岩级别,岩体完整的为I级围岩,岩体较完整的为∏级围岩,岩体较破碎的为III级围岩,岩体破碎的是IV级围岩;较坚硬岩有IMI1IV这三种围岩级别,岩体完整的是∏级围岩,岩体较完整是In级围岩,岩体较破碎-破碎是IV级围岩。
较软硬质岩,岩体较完整的为HI级围岩。
较软岩或软硬岩互层(软岩为主),岩体较完整的是IV级围岩。
又软又破的是V级围岩。
【例题单选】隧道围岩为坚硬岩,岩体较完整,块状或厚层状结构,其围岩基本质量指标BQ为550-451MPa,该围岩属于O级。
AIBIICIIIDIv【参考答案】首先坚硬岩只有I到IV级围岩,其次岩体较完整的是II级围岩,通过围岩基本质量指标BQ为550451进行验证,得出该围岩属于II级围岩,答案选【例题单选】隧道进出口段的围岩为较坚硬岩,岩体较破碎-破碎,镶嵌碎裂结构,则该洞口围岩为O级。
隧道围岩分级

岩爆是高应力地区地下洞室中围岩脆性破坏时,应变能突然释放造成的一种动力失稳现象,属于高应力地区洞室开挖中常见的一种地质问题。
在隧洞开挖过程中,围岩突然破坏,并把破坏后的岩石弹射出来,有时伴发出响声,轻微的呈片状弹射,严重的可将巨石猛烈抛出,甚至抛出数以吨计的岩片和岩块,威胁人身和设备安全,影响施工进度。
岩爆多呈两种破坏形态:一是劈裂破坏,二是剪切破坏。
劈裂破坏属于低应力时围岩的脆性破坏, 其断裂面与孔口边界平行,断裂面呈劈裂状.由于围岩出现断裂时只有断裂面释放能量,断裂面产生的能量在裂缝开展中消耗一部分,有一部分将转移到附近的岩体上,因此转化成喷射岩石的动能不多,劈裂破坏的岩爆较弱。
剪切破坏是高应力条件下岩石的极限强度破坏。
洞口岩石破坏呈两条相交的对数螺旋线形,直壁孔口的极限破坏呈楔形(这与实际发生岩爆后的岩爆坑相符),反映发生这种破坏时的围岩应力已经达到了极限状态,当岩石达到极限强度造成不稳定状态时,不仅破坏区岩石释放能量比破裂时多,而且破坏区以外也有一部分岩石发生应力降,也要释放能量,因而有较大能量转化为动能,造成岩石出现强烈的弹射现象。
岩爆的防治措施:针对可能发生岩爆的强度和规模,采用加强施工监测和预报分析,调整施工方法,进行喷锚支护和安全防护等措施,减轻岩爆的烈度,避免人员和设备的损伤,保证施工进度。
隧道工程

一、公路隧道围岩的分级1、一级围岩:坚硬岩,岩体完整,巨整体状或巨厚层状结构。
围岩基本质量指标大于550兆帕。
2、二级围岩:坚硬岩,岩体完整,块状或厚层状结构;较坚硬岩,岩体完整,块状整体结构。
围岩基本质量指标在550至451兆帕之间。
3、三级围岩:坚硬岩,岩体较破碎,巨块(石)碎石状镶嵌结构,较坚硬岩或较软硬岩石。
岩体较完整,快状体或中厚层结构。
围岩基本质量指标在450至351兆帕之间。
4、四级围岩:坚硬岩,岩体较破碎。
碎裂结构,较坚硬岩、岩体较破碎,镶嵌碎裂结构,较软岩或软硬岩互层,且以软岩为主,岩体较完整,较破碎,中薄层状结构。
土体,压密或成岩作用的黏土及砂性土;黄土。
一般钙质、铁质胶结的碎石土、卵石土、大块石土。
围岩基本质量指标在350至251兆帕之间。
5、五级围岩:较软岩,岩体破碎;软岩,岩体较破碎至破碎;及破碎各类岩体,碎裂状,松散结构。
一般第四系的半干硬至重塑的黏土及稍湿至潮湿的碎石土,卵石土、网砾、角砾及黄土。
非黏土呈松散结构,黏土及黄土呈松软结构。
围岩基本质量指标小于等于250。
6、六级围岩:软塑状黏土及潮湿、饱和粉细砂层、软土等。
其中一级围岩为最好结构,六级围岩为最差结构。
二、围岩的初步判定1、隧道围岩的分级的综合评定方法宜采用两步分级,并按以下顺序进行:围岩分级分为初步分级和和详细分级。
其中初步分级为:定性(坚硬、完整)+定量。
详细分级为考虑修整因素的影响,修整定量。
修正因素为:有无地下水、软弱结构面,且有一组起控制作用。
是否存在高的初应力。
三、隧道的构成1、隧道主要由主体构造物和附属构造物构成。
其中主体构造物有分为:洞门和洞身衬砌。
附属构造物分为:通风、照明、安全措施、供配电、应急系统等。
2、不同的分类形式分为不同的种类:(1)按地层分类,分为岩石隧道、土质隧道。
(2)按所处位置分为,山岭隧道、城市隧道、水底隧道。
(3)按埋深长度分为,浅埋隧道和深埋隧道。
(4)按长度分为,短、中、长、特长。
隧道工程

一、公路隧道围岩的分级1、一级围岩:坚硬岩,岩体完整,巨整体状或巨厚层状结构。
围岩基本质量指标大于550兆帕。
2、二级围岩:坚硬岩,岩体完整,块状或厚层状结构;较坚硬岩,岩体完整,块状整体结构。
围岩基本质量指标在550至451兆帕之间。
3、三级围岩:坚硬岩,岩体较破碎,巨块(石)碎石状镶嵌结构,较坚硬岩或较软硬岩石。
岩体较完整,快状体或中厚层结构。
围岩基本质量指标在450至351兆帕之间。
4、四级围岩:坚硬岩,岩体较破碎。
碎裂结构,较坚硬岩、岩体较破碎,镶嵌碎裂结构,较软岩或软硬岩互层,且以软岩为主,岩体较完整,较破碎,中薄层状结构。
土体,压密或成岩作用的黏土及砂性土;黄土。
一般钙质、铁质胶结的碎石土、卵石土、大块石土。
围岩基本质量指标在350至251兆帕之间。
5、五级围岩:较软岩,岩体破碎;软岩,岩体较破碎至破碎;及破碎各类岩体,碎裂状,松散结构。
一般第四系的半干硬至重塑的黏土及稍湿至潮湿的碎石土,卵石土、网砾、角砾及黄土。
非黏土呈松散结构,黏土及黄土呈松软结构。
围岩基本质量指标小于等于250。
6、六级围岩:软塑状黏土及潮湿、饱和粉细砂层、软土等。
其中一级围岩为最好结构,六级围岩为最差结构。
二、围岩的初步判定1、隧道围岩的分级的综合评定方法宜采用两步分级,并按以下顺序进行:围岩分级分为初步分级和和详细分级。
其中初步分级为:定性(坚硬、完整)+定量。
详细分级为考虑修整因素的影响,修整定量。
修正因素为:有无地下水、软弱结构面,且有一组起控制作用。
是否存在高的初应力。
三、隧道的构成1、隧道主要由主体构造物和附属构造物构成。
其中主体构造物有分为:洞门和洞身衬砌。
附属构造物分为:通风、照明、安全措施、供配电、应急系统等。
2、不同的分类形式分为不同的种类:(1)按地层分类,分为岩石隧道、土质隧道。
(2)按所处位置分为,山岭隧道、城市隧道、水底隧道。
(3)按埋深长度分为,浅埋隧道和深埋隧道。
(4)按长度分为,短、中、长、特长。
隧道围岩级别描超详细

Ⅵ级(物探波速V<1000m/s)描述:软塑状粘性土及潮湿、饱和粉细砂层、软土等。
粘性土呈易蠕动的松软构造,砂性土呈潮湿松散构造。
围岩极易坍塌变形,有水时土砂常与水一齐涌出,浅埋时易坍至地表。
Ⅴ级[BQ]≤250 (物探波速V=1000~m/s)描述:隧道进口,天然坡角稳定。
围岩为可塑至硬塑状残坡积土、全风化至砂土状强风化凝灰熔岩,呈松散构造,易坍塌,解决不当会出现大坍塌,侧壁经常小坍塌。
浅埋段ZK37+110~ZK37+135 附近易出现地表下沉(陷)或坍至地表。
勘察期间地下水稳定水位高于洞顶,呈淋雨状或涌流状出水,单位出水量<10L/min•m。
隧道出口,天然坡角稳定。
围岩为可塑至硬塑状残坡积土、全风化凝灰熔岩,呈松散构造,易坍塌,解决不当会出现大坍塌,侧壁经常小坍塌。
浅埋段ZK39+280~ZK39+300 附近易出现地表下沉(陷)或坍至地表。
勘察期间地下水稳定水位高于洞底,呈淋雨状或涌流状出水,单位出水量<10L/min•m。
较软岩(Rc=30~15MPa),岩体破碎(Kv=0.35~0.15)软岩(Rc=15~5MPa),岩体较破碎(Kv=0.55~0.35)~破碎(Kv=0.35~0.15)极破碎(Kv<0.15)各类岩体,碎、裂状松散构造;岩石质量极差(RQD<25%)普通第四系的半干硬至硬塑的粘性土及稍湿至潮湿的碎石土,卵石土,圆砾,角砾土及黄土(Q3、Q4)。
非粘性土呈松散构造,粘性土及黄土呈松软构造石质围岩:位于挤压强烈的断裂带内,裂隙杂乱,呈石夹土或土夹石状。
呈角(砾)碎(石)状松散构造,围岩易坍塌,解决不当会出现大坍塌,侧壁经常小坍塌,浅埋时易出现地表下沉(陷)或坍至地表。
普通第四系:半干硬至硬塑的粘性土及稍湿至潮湿的碎石土,卵石土,圆砾,角砾土及黄土(Q3、Q4)。
非粘性土呈松散构造,粘性土及黄土呈松软构造。
围岩易坍塌,解决不当会出现大坍塌,侧壁经常小坍塌,浅埋时易出现地表下沉(陷)或坍至地表。
隧道围岩分级

隧道围岩分级一、隧道围岩分级指标围岩分级的指标,主要考虑影响围岩稳定性的因素或其组合,大体有以下几种。
1.单一的岩性指标单一的岩性指标一般有岩石的抗压和抗拉强度、弹性模量等物理力学参数,以及岩石的抗钻性、抗爆性等工程指标。
在一些特定的分级中(如确定钻眼功效、炸药消耗量等)或土石方工程中划分岩石的软硬、开挖的难易,均可采用岩石的单一岩性指标进行分级。
一般采用岩石的饱和单轴极限抗压强度作为基本的分级指标,它具有试验简单、数据可靠的优点。
但单一岩性指标只能表达岩体特征的一个方面,用作分级的唯一指标是不合适的,如老黄土地层,在无水的条件下,其强度虽然低,但稳定性却很高。
2.单一的综合岩性指标单一的综合岩性指标是指以单一的指标反映岩体的综合因素。
这些指标包括以下几种。
(1)岩体的弹性波传播速度。
弹性波传播速度与岩体的强度和完整性呈正比,是反映岩石的力学性质和岩体的软硬、破碎程度的综合因素。
(2)岩石质量指标。
岩石质量指标(rock quality designation,RQD),是综合反映岩体强度和岩体破碎程度的指标。
所谓岩石质量指标,是指钻探时岩心复原率,或称为岩芯采取率。
钻探时岩芯的采取率、岩芯的平均和最大长度受到岩体原始的裂隙、硬度、均质性的影响,岩体质量主要取决于岩芯采取长度小于10 cm以下的细小岩块所占的比例。
因此,岩芯采取率是以单位长度钻孔中10 cm以上的岩芯所占比例来判断的。
(3)围岩的自稳时间。
围岩的自稳时间也被认为是综合岩性指标。
隧道开挖后,围岩通常都有一段暂时稳定的时间,地质环境不同,自稳时间是不同的。
3.复合指标复合指标是一种用两个或两个以上的岩性指标或综合岩性指标表示的复合性指标。
复合指标考虑多种因素的影响,用于判断隧道围岩的稳定性是比较合理可靠的。
可以根据工程对象的要求选择不同的指标。
但是,复合指标的定量数值一般是通过试验、现场实测或凭经验确定的,带有较大的主观性。
通过以上分析,对隧道围岩的分级,首先应考虑选择对围岩稳定性有重大影响的主要因素,如岩石强度、岩体的完整性、地下水、地应力、结构面产状,以及它们的组合关系作为分级指标;其次选择测试设备比较简单、人为因素影响小、科学性较强的定量指标;最后考虑分级指标要有一定的综合性,如选择复合指标等。
关于隧道围岩的分级

关于隧道围岩的分级最近一段时间学习了关于隧道围岩分级的问题,逐渐的了解了隧道的施工工艺及工序,也在网上查找了一些关于围岩问题的文章,学习了,很深奥,有很多东西还是不能够理解,希望能交到良师益友向您学习,本文章来自于百度文库,我整理了下,其中有些内容是我通过查找规范所得。
《公路隧道设计规范JTGD70-2004》《公路工程地质勘察规范JTJ064-98》《岩土工程勘察规范GB50021-2001》《水工隧洞设计规范》(SL279-2002)《工程岩体分级标准》(GB50218-94)《铁路隧道设计规范》(TB10003-2005)《地铁设计规范》(GB50157-2003)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(50086-2001)《公路隧道施工技术规范》(JTJF60-2009)《工程岩体分级标准》(GB50218-94)名词解释:围岩:围岩是隧道开挖后其周围产生的应力重分布范围内的岩体,或指隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩体,(这里所指的岩体是土体与岩体的总称)在不同的岩体中开挖隧道后岩体所表现出的性态是不同的,可归纳为充分稳定、基本稳定、暂时稳定和不稳定四种。
岩爆:岩体中聚积的弹性变形能在地下工程开挖中突然猛烈释放,使岩石爆裂并弹射出来的现象。
轻微的岩爆仅剥落岩片,无弹射现象。
严重的可测到4.6级的震级,一般持续几天或几个月。
发生岩爆的原因是岩体中有较高的地应力,并且超过了岩石本身的强度,同时岩石具有较高的脆性度和弹性。
这时一旦地下工程破坏了岩体的平衡,强大的能量把岩石破坏,并将破碎岩石抛出。
预防岩爆的方法是应力解除法、注水软化法和使用锚栓-钢丝网-混凝土支护。
在JTJD70-2004《公路隧道设计规范》中关于隧道围岩级别划分为六级,级别越大围岩越差,六级为土,但目前实施中不同,《岩土工程勘察规范GB50021-2001》中规定地下铁道围岩分类应按GB50307-1999《地下铁道,轻轨交通岩土工程勘查规范》,GB50307-1999《地下铁道,轻轨交通岩土工程勘查规范》中的围岩分类方法引自原《铁路隧道设计规范》(TB10003-1999)围岩分级是根据《工程岩体分级标准》(GB50218-94)结合工程经验得来的,勘察是为设计服务的,所以在地铁工程勘察中,如果还利用地铁勘察规范进行围岩分类,易给设计带来不便。
隧道围岩分级方法

隧道围岩分级方法隧道围岩分级是指根据隧道周围岩体的稳定性和工程性质,将围岩分为不同等级的方法。
隧道围岩分级是隧道工程设计和施工的重要环节,对于保证隧道的安全和可靠性具有重要意义。
本文将介绍几种常见的隧道围岩分级方法。
一、国际标准分级方法国际上常用的隧道围岩分级方法是根据围岩的强度和完整性将其分为不同等级。
具体分级如下:1. 优质围岩:岩石坚硬、完整,无节理、脆性岩石和软弱结构面,围岩的强度和完整性对隧道稳定性影响较小;2. 良好围岩:岩石较坚硬,有少量节理、脆性岩石和软弱结构面,但对隧道稳定性的影响较小;3. 一般围岩:岩石较软,有明显的节理、脆性岩石和软弱结构面,对隧道稳定性有一定影响,但可以通过支护措施来解决;4. 差围岩:岩石较软,节理、脆性岩石和软弱结构面较多,对隧道稳定性影响较大,需要采取较严格的支护措施;5. 极差围岩:岩石极为软弱,节理、脆性岩石和软弱结构面非常多,对隧道稳定性影响极大,需要采取最严格的支护措施。
二、岩体评价分级方法岩体评价分级方法是根据岩体的岩性、结构面和岩体完整度等因素来进行分级。
具体分级如下:1. 坚硬岩体:岩石坚硬,无明显的节理和裂隙,岩体完整度高;2. 中等硬度岩体:岩石硬度适中,有少量节理和裂隙,岩体完整度一般;3. 软弱岩体:岩石较软弱,有明显的节理和裂隙,岩体完整度较差;4. 脆性岩体:岩石易碎,有大量节理和裂隙,岩体完整度很差。
三、地质力学分级方法地质力学分级方法是根据围岩的力学性质来进行分级。
具体分级如下:1. 高固结岩体:岩石固结度高,抗压强度大,具有较好的稳定性;2. 中固结岩体:岩石固结度适中,抗压强度一般,稳定性一般;3. 低固结岩体:岩石固结度较低,抗压强度小,稳定性较差;4. 液化岩体:岩石易液化,稳定性极差。
四、岩体质量分级方法岩体质量分级方法是根据岩体的质量状况来进行分级。
具体分级如下:1. 优质岩体:岩体质量良好,无明显的质量问题;2. 良好岩体:岩体质量较好,有少量局部的质量问题;3. 一般岩体:岩体质量一般,有一些局部的质量问题;4. 差岩体:岩体质量较差,有较多的质量问题;5. 极差岩体:岩体质量极差,有很多的质量问题。
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关于隧道围岩的分级
最近一段时间学习了关于隧道围岩分级的问题,逐渐的了解了隧道的施工工艺及工序,也在网上查找了一些关于围岩问题的文章,学习了,很深奥,有很多东西还是不能够理解,希望能交到良师益友向您学习,本文章来自于百度文库,我整理了下,其中有些内容是我通过查找规范所得。
《公路隧道设计规范JTGD70-2004》
《公路工程地质勘察规范JTJ064-98》
《岩土工程勘察规范GB50021-2001》
《水工隧洞设计规范》(SL279-2002)
《工程岩体分级标准》(GB50218-94)
《铁路隧道设计规范》(TB10003-2005)
《地铁设计规范》(GB50157-2003)
《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(50086-2001)
《公路隧道施工技术规范》(JTJF60-2009)
《工程岩体分级标准》(GB50218-94)
名词解释:
围岩:围岩是隧道开挖后其周围产生的应力重分布范围内的岩体,或指隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩体,(这里所指的岩体是土体与岩体的总称)
在不同的岩体中开挖隧道后岩体所表现出的性态是不同的,可归纳为充分稳定、基本稳定、暂时稳定和不稳定四种。
岩爆:岩体中聚积的弹性变形能在地下工程开挖中突然猛烈释放,使岩石爆裂并弹射出来的现象。
轻微的岩爆仅剥落岩片,无弹射现象。
严重的可测到4.6级的震级,一般持续几天或几个月。
发生岩爆的原因是岩体中有较高的地应力,并且超过了岩石本身的强度,同时岩石具有较高的脆性度和弹性。
这时一旦地下工程破坏了岩体的平衡,强大的能量把岩石破坏,并将破碎岩石抛出。
预防岩爆的方法是应力解除法、注水软化法和使用锚栓-钢丝网-混凝土支护。
在JTJD70-2004《公路隧道设计规范》中关于隧道围岩级别划分为六级,级别越大围岩越差,六级为土,但目前实施中不同,《岩土工程勘察规范GB50021-2001》中规定地下铁道围岩分类应按
GB50307-1999《地下铁道,轻轨交通岩土工程勘查规范》,
GB50307-1999《地下铁道,轻轨交通岩土工程勘查规范》中的围岩分类方法引自原《铁路隧道设计规范》(TB10003-1999)围岩分级是根据《工程岩体分级标准》(GB50218-94)结合工程经验得来的,勘察是为设计服务的,所以在地铁工程勘察中,如果还利用地铁勘察规范进行围岩分类,易给设计带来不便。
公路隧道围岩分级将围岩分为6级,给出了主要围岩的工程地质特征、结构特征,和完整性等指标并预测了隧道开挖后可能出现的塌方、滑动、膨胀、挤出、岩爆、突然涌水、及瓦斯突出等失稳的部位和地段,给出了相应的工程措施,
围岩分级的概念
各种围岩的物理性质之间存在一定的内在联系和规律,依照这些联系和规律,可将围岩划分为若干级,这就是围岩分级。
1、目前,隧道围岩分级是设计、施工的基础(工程类比法就是
建立在围岩分级的基础上的)。
围岩分级的目的是:
①作为选择施工方法的依据,
②进行科学管理及正确评价经济效益,
③确定结构上的荷载(松散荷载)
④给出衬砌结构的类型及其尺寸
⑤制定劳动定额、材料消耗标准的基础等等。
比较理想的分级方法是:
①确定客观,有定量指标,尽量减少因人而异的随机性。
②便于操作使用,适于一般勘察单位所具备的技术装备水平。
③最好在挖开地层前得到结论。
人们对围岩的认识是不断深入的从国外的情况:
土石方工程分类法(开挖的难易程度)→岩石的坚固性来分类:如岩石的坚固性系数f→
RQD →从围岩稳定性出发分类来代替多年沿用的坚固性为基础的分类
从分级指标看:
大多数从定性描述
经验判断和定量描述
以隧道围岩的稳定性为基础进行分级是隧道围岩分级的总趋势。
另外的发展趋势:以岩体为对象、与地质勘探结合、与设计施工结合、定量化。
二、影响围岩稳定性的主要因素
1、地质因素
(1)岩体结构特征
岩体的结构特征可以简单地用岩体的破碎程度或完整性来表示,在某种程度上它反映了岩体受地质构造作用的严重程度。
岩体的破碎程度或完整状态是指构成岩体的岩块的大小及这些岩块的组合排列形态。
(2)结构面性质和空间组合
在块状或层状结构的岩体中,控制岩体破坏的主要因素是如软弱结构面的性质及它们在空间的组合状态。
从下述的5个方面来研究结构面对地下工程围岩稳定性的大小:
①结构面的成因及其发展史
②结构面的平整、光滑程度。
③结构面的物质组成及其充填物质的情况
④结构面的规模与方向性
⑤结构面的密实与组数
(3)岩石的力学性质
在整体结构的岩体中,控制围岩稳定性的主要因素是岩石的力学性质,尤其是岩石的强度,一般快来说,岩石强度越高,洞室越稳定。
(4)围岩的初始应力场
围岩的初始应力场是地下工程围岩变形,破坏的根本作用力,它直接影响围岩的稳定性。
(5)地下水状况
地下水对围岩的影响主要表现在:
①软化围岩
②软化结构面
③承压水作用
2、工程活动所造成的人为因素
(1)地下洞室尺寸和形状
在同一级(类)围岩中,洞室跨度愈大,围岩的稳定性就愈差。
地下洞室的形状主要影响开挖后围岩的应力状态。
(2)施工中采用的开挖方法
开挖方法对地下工程围岩性的影响较为明显,在分级(类)
中必须予以考虑。
三、分级(类)的因素指标及其选择
1、单一的岩性指标
包括岩石的抗压和抗拉强度、岩石坚固性系数f、弹性模
量等物理力学参数,以及如抗砖性、抗爆性等工程指标。
3、单一的综合岩性指标
它表明指标是单一的,但反映的因素却是综合的。
“岩石质量指标”(RQD-Rock Quality Designation)也是反映岩体破碎程度和岩石强度的综合指标。
所谓岩石质量指标是指钻探时岩芯复原率,或称岩芯采取率。
RQD=(10cm以上岩芯累计长度/单位钻孔长度)×100
洞室围岩自稳的时间t(s)=C×L(1+a)
式中,L——坑道未支护地段的长度。
a——视围岩情况在0-1之间变化,好的岩体可取a=0,极差的a=1.0,
C——视围岩条件而定的系数。
3、复合指标
(1)巴顿等人所提出的“岩体质量Q”Q与6个表明岩体质量的地质参数有关,表示为
Q=(RQD/Jn)·(Jr/Ja)·(Jw/SRF)式中
RQD为岩石质量标准,Jn为节理组数目,Jr为节理粗糙度,Ja 为节理蚀变值,Jw为节理含水折减系数,SRF为初始应力折减系数。
(3)我国总参工程兵坑道工程围岩分类中所采用的岩体质量指标Rm和应力比So
Rm=Rc×Kv×Kw×Kj
式中,Rc——岩石单轴饱和极限抗压强度,
Kv——掩体完整性系数,岩体愈完整,取值愈大,变化范围为1.0-0.08,由实测值确定
Kw——地下水影响折减系数,变化范围为1.0-0.4,无水时取1.0,视具体情况由经验确定。
Kj——岩层面产状要素影响折减系数,变化范围为1.0-0.5.
S=Rm/m
式中,m——最大垂直地应力。
(3)《水工隧洞设计规范》(SL279-2002)围岩工程地质分类和国标《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)所采用的围岩/岩体强度应力比S,S综合考虑了岩石强度,岩体完整性和地应力的因素。
S=Rc×Kv÷ξm
S=Rc×Kv÷ξ1
式中,Rc——岩石饱和单轴抗压强度,
Kv——岩体完整性系数。
ξm——围岩的最大主应力,
ξ1——垂直洞轴线的较大主应力,
(4)国标《工程岩体分级标准》(GB50218-94)也采用了两个复合指标-岩体基本质量指标BQ和修正的岩体基本质量指标(BQ)
根据以上对分级(类)指标的分析,可以得到如下结论:
①应选择对围岩稳定性(主要表现在变形破坏特性上)有重大影响的主要因素,
②选择测试设备比较简单,人为性小,科学性较强的定量指标,
③主要分级(类)指标要有一定的综合性,最好采用复合指标,以便全面、充分地反映围岩的工作性质,并应有足够的实测质料为基础。
四、国内主要地下工程围岩分级(类)标准
(一)《铁路隧道设计规范》的围岩分级
目前铁路隧道围岩分级采用两种方法,即以围岩稳定为基础的分级方法和按弹性波(纵波)速度的分级方法。
1、围岩分级的基本因素
(1)岩石坚硬程度
根据单轴饱和极限抗压强度Rc分为5级,即极坚岩、
硬质岩、较软岩、软岩、极软岩。
岩石坚硬程度划分
(2)岩体的完整程度
主要是指围岩被各种结构面切割成单元体的特征及其被切割后的块度大小。
它是评价围岩稳定程度最直接、最重要的指标。
为了衡量围岩的完整程度要考虑的因素
按照软弱面的产状、贯通性以及充填物的情况、可将围岩分为:完整、较完整、较破碎、破碎、极破碎。
按照围岩受地质构造影响的程度,可将围岩分为:构造变动轻微、较重、严重、很严重。
按照节理(裂痕)发育程度的不同又分为:节理不发育、节理较发育、节理发育及节理很发育。
2.岩体基本质量分级
* *
围岩总评分T是5项因素的评分之和,岩石强度、岩体完整程度、结构面状态、地下水状态、主要结构面产状这5项因素的评分都有一定的评分标准。
(七)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》的围岩分级规范规定:围岩规范规定:围岩级别的划分,应根据岩石坚硬性、岩体完整性、结构面特征、地下水和地应力状况等因素综合确定。