岩体工程分类
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
10
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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5
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
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2
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
坝基岩体工程地质分类
类别
A坚硬岩（Rb＞60MPa）
B中硬岩（Rb=60～30MPa）
C软质岩（Rb=＜30MPa）
岩体特征
岩体工程性质评价
岩体特征
岩体工程性质评价
岩体特征
岩体工程性质评价
Ⅰ
ⅠA：岩体呈整体状或块状、巨厚层状、厚层状结构，结构面不发育～轻度发育，延展性差，多闭合，具各向力学特征
Ⅳ2A：岩体呈碎裂结构，结构面很发育，且多张开，夹碎屑和泥，岩块间嵌合力差
岩体较破碎，抗滑、抗变形性能差，不宜作高混凝土坝地基。当局部存在该类岩体，需作专门性处理
Ⅳ2B：岩体呈薄层状或碎裂状，结构面发育～很发育，多张开，岩块间嵌合力差
同Ⅳ2A：
Ⅴ
ⅤA：岩体呈散体状结构，由岩块夹泥或泥包岩块组成，具松散连续介质特征
岩体完整性差，强度仍较高，抗滑、抗变形性能受结构面和岩块间嵌合能力以及结构面抗剪强度特性控制，对结构面应做专门性处理
Ⅲ2B：岩体呈次块或中厚层状结构，结构面中等发育，多闭合，岩块间嵌合力较好，贯穿性结构面不多见
岩体较完整，局部完整性差，抗滑、抗变形性能在一定程度上受结构面和岩石强度控制
Ⅳ
Ⅳ1A：岩体呈互层状或薄层状结构，结构面较发育～发育，明显存在不利于坝基及坝肩稳定的软弱结构面、楔体或棱体
Ⅲ1B：岩体结构特征同ⅡA
岩体较完整，有一定强度，抗滑、抗变形性能受结构面和岩石强度控制
ⅢC：岩石强度大于15 MPa，岩体呈整体状或巨厚层状结构，结构面不发育～中等发育，岩体具各向同性力学特性
岩体完整，抗滑、抗变形性能受岩石强度控制
Ⅲ2A：岩体呈互层状或镶嵌碎裂结构，结构面发育，但贯穿性结构面不多见，结构面延展差，多闭合，岩块间嵌合力较好
岩土体工程地质划分
一、岩体工程地质类型及特征依据岩石成因，研究区岩体可划分为岩浆岩、沉积岩二大工程地质类型。
1．岩浆岩区内岩浆岩仅发育有侵入岩，包括变质侵入岩。
变质侵入岩也可划为变质岩类副变质岩，由于研究区内变质岩类型单一，面积小，只在侵入岩类中加以叙述其特征。
依据侵入岩工程地质结构特征、岩性组合、岩石强度，分为坚硬块状闪长玢岩、正长斑岩、花岗岩、闪长岩岩性综合体和坚硬—较坚硬片状闪长岩类岩性综合体。
（1）坚硬块状闪长玢岩、正长斑岩、花岗岩、闪长岩岩性综合体：岩性组合为元古代二长花岗岩、正长花岗岩、黑云花岗闪长岩及中生代燕山期石英正长斑岩、角闪闪长玢岩岩脉。
岩石坚硬性脆，工程地质结构类型为块状结构。
岩石饱和单轴抗压强度大于60Mpa，抗风化能力强。
在裸露区风化残积土厚0—1m，隐伏区残积土厚1—3m，标贯击数14—30击，地基承载力标准值240—280kpa；全风化带厚0—2m，标贯击数40.9击，地基承载力标准值350—500kpa；强风化带厚0—4m，标贯击数60.2击，地基承载力标准值500—2000kpa。
该岩性综合体具低压缩性，是良好的天然地基。
（2）坚硬—较坚硬片状闪长岩类岩性综合体：为晚太古代阜平期片麻状中粒黑云角闪英云闪长岩。
是经过区域变质作用的片状、片麻状变质侵入岩。
片理产状45°—65°。
岩石饱和单轴抗压强度30—60Mpa，属坚硬—较坚硬；工程地质结构类型为片状结构。
岩体全风化带厚0—5m，标贯击数35击。
地基承载力标准值300—400kpa；强风化带厚5—10m，标贯击数54击，地基承载力标准值400—1500kpa。
岩体塑性变形较大，具中低压缩性，边坡稳定性差，易引起风化、流失、边坡失稳等工程地质问题。
2．沉积岩沉积岩可划分为碳酸盐岩、碳酸盐岩夹碎屑岩、碎屑岩、碎屑岩夹碳酸盐岩四种工程地质岩组。
（1）碳酸盐岩岩组依据岩组工程地质结构特征，岩性组合，岩石强度分为坚硬中厚层状碳酸盐岩岩性综合体；坚硬—较坚硬中厚层状碳酸盐岩岩性综合体；坚硬中薄层状碳酸盐岩岩性综合体；坚硬—较坚硬薄层状碳酸盐岩岩性综合体。
岩体的工程地质性质及岩体工程分类
岩体结构面的类型及其特征
成因类 型
沉积 结构 面
原 生 岩浆 结 岩结 构 构面 面
变质 结构 面
地质类型 产状
主要特征 分布
性质
1层理层面 2软弱夹层 3不整合面、假整合面 4沉积间断面
一般与岩层产 状一致，为层 间结构面
海相岩层中此类结构 面分布稳定，陆相岩 层中呈交错状，易尖 灭
层面、软弱夹层等结构面较为平 整；不整合面及沉积间断面多由 碎屑泥质物构成，且不平整
面、软弱夹层、沉积间断面和不整合面等。 • 岩浆结构面是岩浆侵入及冷凝过程中形成的结构面，包括
岩浆岩体与围岩的接触面、各期岩浆岩之间的接触面和原 生冷凝节理等。 • 变质结构面在变质过程中形成，分为残留结构面和重结晶 结构面。
2.构造结构面 是岩体形成后在构造应力作用下形成的各种 破裂面，包括断层、节理、劈理和层间错动面等。
a b
K1变化在0～1之间，K1值愈大说明结构面的连续性愈
好，当K1＝1时，结构面完全贯通。 2、面连续性系数：指沿结构面延伸方向，结构面面
积之和与总面积的比值。
精品课件
结构面连续性分级表
描述 很低连续性
低连续性 中等连续性
高连续性 很高连续性
迹长（m） <1 1~3 3~10
10~20 >20
3.次生结构面 是岩体形成后在外营力作用下产生的结构面， 包括卸荷裂隙、风化裂隙、次生夹泥层和泥化夹层等。
精品课件
(二)力学成因类型
1、张性结构面是由拉应力形成的，如羽毛状张裂 面、纵张及横张破裂面、岩浆岩中的冷凝节理等
• 特点：张开度大、连续性差、形态不规则、面粗 糙，起伏度大及破碎带较宽,易被充填,常含水丰 富，导水性强
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。
07岩土工程地质分级与分类
GM
粉土质砾
35
GBJ145-90 砂类土的分类
土代 号 SW
土类
粒组含量 Cu≥5且 Cc=1～３ 不同时满足上 述标准
土名称 级配良好 砂 级配不良 砂 含细粒土 砂 粘土质砂 粉土质砂
36
砂
细粒含量 <5%
SP
含细粒 土砂 细粒土 质砂
细粒含量5%～15% 细粒为粘土 细粒为粉土
SF SC SM
40
5.我国主要特殊土的基本特性
42
5.我国主要特殊土的基本特性
（1）黄土 ①黄土的成因和分布 黄土是第四纪干旱和半干旱气候条件下形成的一种特殊沉积物。颜 色多呈黄色、淡灰黄色或褐黄色。黄土按成因分为原生黄土和次生黄土。 原生黄土经过流水冲刷、搬运和重新沉积而形成的为次生黄土 。 ②黄土的成分和结构 i）黄土的颗粒组成 黄土以粉土(0.075－0.005)为主，平均含量达50％以上。这一粒级 又可分为细砂、粉土和粘粒。 ii）黄土的矿物成分 粗矿物一般为次棱角状到棱角状，表面比较新鲜，较少受到风化； 细粒矿物以伊利石、蒙脱石为主。 ⅲ）黄土的化学成分 黄土的化学成分与黄土的矿物成分和风化有关。主要有Si02、A1203、 CaO，其次为Fe2O3、MgO和K20，此外尚含微量分散元素。 黄土中的易溶盐类以碳酸盐为主，氯化物和硫酸盐次之。 iv）黄土的结构特征 黄土孔隙率高达40％－50％，除粒间小孔外，黄土中还发育各种特 有的大孔隙，如虫孔、植物根孔、裂隙、封闭空洞和巨大的潜蚀空洞等， 使黄土具有特殊的工程地质性质－湿陷性。一般地层越老，孔隙率越低； 坡积、残积黄土的孔隙率比冲积黄土高。
29
ii)粒度成分的累计曲线 土颗粒组成特征应根据土的级配指标的不均匀系数(Cu)和 曲率系数(Cc)确定： d60——限定粒径：土样中小于该粒径的土粒重量占土粒总重量的 60%； d10——有效粒径：土样中小于该粒径的土粒重量占土粒总重量的 10%； d30：土样中小于该粒径的土粒重量占土粒总重量的30%。
第五章 工程岩体分类
4
不采用
5～25
2
不采用
1～5
1
不采用
﹤1
0
第二节 工程岩体代表性分级简介
（2）岩石质量指标RQD由修正的岩芯采取率确定
对应于RQD的岩体评分值R2
表5-8 由岩芯质量指标所确定的岩体评分值R2
RQD（%） 90～100 75～90 50～75 25～50
评分值
20
17
50
8
﹤25 3
第二节 工程岩体代表性分级简介
3.分类的独立因素 （1）岩石材料的质量（强度指标）。 （2）岩体的完整性，密集度、切割度、连续性等。 （3）岩体结构面产状与岩体工程的相对空间位置关系等。 （4）地下水（软化、冲蚀、降低有效正应力、c、φ） （5）地应力（大小、最大主应力方向） （6）其它因素（自稳时间、位移率）
其中1.2是岩石基本质量，3－6是考虑工程岩体特点的其它因素。
第一节 工程岩体分级目的与原则
二.工程岩体分级原则
1.针对工程性质的不同，应采用不同的 分级体系; 2.尽可能采用定量分级; 3.分级不宜太多，常用（4-6）级; 4.分级方法简捷;
第一节 工程岩体分级目的与原则
三、工程岩体分类的独立因素分析 5.采用独立的因素作为分级依据:
1）岩石材料的质量 2）岩体的完整性 3）水的影响 4）地应力 5）某些综合因素
第二节 工程岩体代表性分级简介
（1）与岩石抗压强度相关的岩体评分值R1可以用标准试件
进行单轴压缩来确定，也可由点荷载试验确定。
表5-7 由岩石单轴抗压强度所确定的岩体评分值R1
点荷载指标
单轴抗压强度
（Mpa）
（MPa）
评分值
＞10
岩体的组成及工程地质特征
岩体的组成及工程地质特征一、岩体的概念岩体：可能由一种或多种岩石组合，且在形成现实岩体的过程中经受了构造变动、风化作用、卸荷作用等各种内力和外力地质作用的破坏及改造。
工程岩体的分类为：地基岩体、边坡岩体、地下工程围岩。
二、岩体的结构岩体是由岩块或土构成的，岩体的性质取决于岩石或土和结构面的性质。
岩体的结构面结构面的特征是影响结构面强度及其他性能的重要因素。
结构面的产状由走向、倾向和倾角三个要素。
岩体的地质构造（1）地质构造的几种类型（1）不利情况 （2）最不利情况（3）有利情况（岩层走向与边坡垂直） （4）有利情况（岩层倾向与边坡相反）（2）断裂构造①裂隙发育程度分级及对工程的影响①裂隙的分类③断层的组成及类型三、岩体结构特征1.岩体结构类型四、岩体的力学特性（一）岩体的变形特征岩体的变形通常包括结构面变形和结构体变形两个部分。
设计人员所关心的主要是岩体的变形特性。
岩体变形参数是由变形模量或弹性模量来反映的。
不同岩体具有不同的流变特性。
一般有蠕变和松弛两种表现形式。
试验和工程实践表明，岩石和岩体均具有流变性。
特别是软弱岩石、软弱夹层、碎裂及散体结构岩体，其变形的时间效应明显，蠕变特征显著。
（二）岩体的强度性质由于岩体是由结构面和各种形状岩石块体组成的，所以，其强度同时受二者性质的控制。
如当岩体中结构面不发育，呈完整结构时，岩石的强度可视为岩体强度。
如果岩体沿某一结构面产生整体滑动时，则岩体强度完全受结构面强度控制。
四、岩体的工程地质性质结构面的工程地质性质对岩体影响较大的结构面的物理力学性质，主要是结构面的产状、延续性和抗剪强度。
延伸长度为5-10m的平直结构面，对地下工程围岩的稳定就有很大的影响，对边坡的稳定影响一般不大。
结构面的规模是结构面影响工程建设的重要性质。
结构面的规模分为I-V级：①级指大断层或区域性断层，控制工程建设地区的稳定性，直接影响工程岩体稳定性。
Ⅱ、Ⅱ级结构面往往是对工程岩体力学和对岩体破坏方式有控制意义的边界条件，它们的组合往往构成可能滑移岩体的边界面，直接威胁工程安全稳定性。
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＞33 33~20 20~6 6~1.3 ＜1.3
0.2 跨度≤20m，可长期稳定，偶有掉块，无塌方
0.2~ 0.25
0.25~ 0.3
0.3~ 0.35
＞0.35
跨度10~20m，可基本稳定，局部可掉块或小塌 方;跨度＜10m，可长期稳定，偶有掉块
跨度10~20m，可稳定数日~1月，可发生小至中 塌方；跨度5~10m，可稳定数月，可发生局部块 体移动及小至中塌方；跨度＜5m，可基本稳定
各级岩体物理力学参数及围岩自稳能力表
级 密度 别 ρ(g/cm3)
抗剪强度 φ(°) C(MPa)
变形模 量
E(GPa)
泊松比 μ
围岩自稳能力
Ⅰ ＞2.65 Ⅱ ＞2.65 Ⅲ 2.65~
2.45 Ⅳ 2.45~
2.25 Ⅴ ＜2.25
＞60 60~50 50~39 39~27 ＜27
＞2.1 2.1~1.5 1.5~0.7 0.7~0.2 ＜0.2
0.1
0.2~0.3 0.4~0.6
淋雨状或涌流状出水，水压
地 ≤0.1MPa或单位水量＜10L／
0.1
下
min
水
状
态
淋雨状或涌流状出水，水压＞ 0.2
0.1MPa或单位水量＞10L／min
0.2~0.3 0.4~0.6 0.7~0.9
0.4~0.6 0.7~0.9
1.0
主要软弱结构面产状影响修正系数(K2)表
20~35 0.35~0.15
＞35 ＜0.15
•分级方法：
（1）按岩体基本质量指标BQ进行初步分级 （2）根据天然应力、地下水和结构面方位等对BQ进行修正 （3）按修正后的［BQ］进行详细分级
基本质 量级别
Ⅰ 坚硬岩，岩体完整
岩体质量的定性特征
岩体基本质 量指标(BQ)
＞550
Ⅱ 坚硬岩，岩体较完整；较坚硬岩，岩体完整
•分级指标：岩体基本质量指标BQ BQ=90+3σcw +250 Kv •当σcw＞90Kv＋30时，令σcw＝90Kv＋30 •当Kv＞0.04σcw＋0.4时，令Kv＝0.04σcw＋0.4
Jv(条/m3) Kv
＜3 ＞0.75
Jv与Kv对照表ຫໍສະໝຸດ 3~1010~20
0.75~0.55 0.55~0.35
＜250
岩石饱和单轴抗压强度 σcw(MPa)
坚硬程度
岩石坚硬程度划分表
＞60
60~30 30~15
坚硬岩 较坚硬岩 较软岩
15~5 软岩
＜5 极软岩
岩体完整性系 数Kv
完整程度
岩体完整程度划分表
＞0.75 0.75~0.55 0.55~0.35
完整
较完整
较破碎
0.35~0.15 破碎
＜0.15 极破碎
GBJ86-85围岩分类
主要工程地质特点
1.0 0.5
450~350 1.0~1.5
0.5
350~250 1.0~1.5 0.5~1.0
＜250 1.0
0.5~1.0
2、洞室围岩分类 （《锚杆喷射混凝土支护技术规范》）
GBJ86-85
• 分类指标：岩体结构、结构面发育特征、岩石 强度及岩体声学性质
• 优点：给出了毛洞自稳性的工程地质评价，给 出了各类围岩的喷锚支护设计参数及围岩物理 力学性质的计算指标。
片麻岩 砂岩、板岩
煤、粉砂岩、片岩
白垩、盐岩
类别
Et/σc分 类
Et/σc
H
高模量 比
＞500
M
中等模 200~50
量比
0
L
低模量 比
＜200
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）
类别
亚类
饱和单轴抗压强 度(MPa)
代表性岩石
硬质 岩石
极硬岩石 次硬岩石
＞60 30~60
550~451
Ⅲ
坚硬岩，岩体较破碎；较坚硬岩或软、硬岩互层，岩体较完整；较软岩，岩 体完整
450~351
Ⅳ
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， 且以软岩为主，岩体较完整—较破碎；软岩，岩体完整—较完整
350~251
Ⅴ 较软岩，岩体破碎；软岩，岩体较破碎—破碎；全部极软岩及全部极破碎岩
花岗岩、花岗片麻岩、闪长岩、玄 武岩、石灰岩、石英砂岩、石英岩、
大理岩、硅质砾岩等
软质 岩石
次软岩石 极软岩石
5~30 ＜5
粘土岩、页岩、千枚岩、绿泥石片 岩、云母片岩等
二、岩体的工程分类
1 岩体质量分级 2 洞室围岩分类 3 岩体地质力学分类（RMR分类） 4 巴顿岩体质量分类（Q分类）
1、岩体质量分级（《工程岩体分级标准》GB50218-94）
［BQ］＝BQ－100(K1＋K2＋K3)
K1-地下水影响修正系数； K2-主要软弱面产状影响修正系数； K3-天然应力影响修正系数。 • 根据修正值的［BQ］进行重新分级。确定各级岩体 的物理力学参数和围岩自稳能力。
地下水影响修正系数(K1)表
BQ 潮湿或点滴状出水
K1 ＞450
0
450~350 350~250 ＜25
岩体的工程分类
• 方法：通过岩体的一些简单和容易实测的指标， 把工程地质条件和岩体力学性质参数联系起来， 并借鉴已建工程设计、施工和处理等方面成功 与失败的经验教训，对岩体进行归类的一种工 作方法。
• 目的：通过分类，概括地反映各类工程岩体的 质量好坏，预测可能出现的岩体力学问题。为 工程设计、支护衬砌、建筑物选型和施工方法 选择等提供参数和依据。
结构面产状及其与 洞轴线的组合关系
结构面走向与洞轴线夹角α ＜30°，倾角β＝ 30°~75°
结构面走向与洞轴线夹 角α＞60°，倾角β＞
75°
K2
0.4~0.5
0~0.2
其他组合 0.2~0.4
天然应力影响修正系数(K3)表
BQ
极高应力
天然应力状态
区
高应力区
＞550 1.0 0.5
K3 550~450
跨度＞5m，一般无自稳能力，数日至数月内可发生松动、小塌 方，进而发展为中至大塌方。埋深小时，以拱部松动为主，埋深 大时，有明显塑性流动和挤压破坏；跨度≤5m，可稳定数日至1 月
无自稳能力
• 当地下洞室围岩处于高天然应力区或围岩中有不利 于岩体稳定的软弱结构面和地下水时，岩体BQ值应 进行修正，修正值［BQ］按下式计算：
一、岩块的工程分类
1、Deere &Miller 双指标分类 • 分类指标：岩块抗压强度（c）、模量比（Et/c）
类别 A B C D E
岩块分类 极高强度
高强度 中等强度
低强度 极低强度
σc(MPa) ＞200 100~200 50~100 25~50 1~25
岩石类型举例 石英岩、辉长岩、
玄武岩 大理岩、花岗岩、