岩土力学知识 - 图文

据我国水电有关部门在一些塌方地段曾用泰沙基分类表所订的土荷载高度进行核算后认为，凡符合泰沙基分类所指的地质条件，一般还较接近于实际情况。但是，这种分类也是建立在 岩体塌脱成 自然平衡拱的概念基础上。 三、 按岩体质 量等级的围岩分类

岩体质量是受岩石质量、岩体完整程度、地应力的大小、地下水的作用、软弱结构面产状等因素所影响，因而岩体质量等级也以此为标准。

近年国际上在进行围岩分类时，普遍采用岩体质量等级作为围岩分类的标准。如岩体质量评分的地质力学围岩分类（ＲＭＲ）、岩体结构评价的ＲＳＲ围岩分类，以及岩体基本质量分级（ＢＱ）的围岩分类。 （一） ＲＭＲ分类

本分类是比尼奥斯基（ 1973 ）根据矿山开采掘进的经验提出的岩体质量评分的地质力学围岩分类。该分类考虑了六个方面的影响因素作为衡量岩体质量的评分标准。这六个因素为：岩石强度、岩体质量指标ＲＱＤ、不连续面的间距、状态和方向条件、地下水等。其中岩体质量指标ＲＱＤ是用来表示岩石的完整性、ＲＱＤ的确定方法是：采用直径为 75 ｍｍ的双层岩心管金刚石钻进，提取直径为 54 ｍｍ的岩心，将长度小于 10 ｃｍ的破碎岩心及软弱物质剔除，然后测量大于或等于 10 ｃｍ长柱状 若心 的总长度（Ｌ p ）。用这一有效的岩心长度与采集岩心段的钻孔总进尺（Ｌ）之比，取其百分数就是ＲＱＤ。其表示式如下：

ＲＱＤ＝（Ｌ p ／Ｌ）× 100 ％ （ 8-28 ）

ＲＱＤ值按其大小可分为五个质量等级，如表 8-18 所示。

岩石质量等级 表 8-18

ＲＱＤ 0 ～ 25 25 ～ 50 50 ～ 75 75 ～ 90 90 ～ 100 岩 石 质 量 很 差 差 较 好 好 很 好 ＲＱＤ的岩石质量等级只是考虑了岩块的大小，也就是岩体的完整性，但它并没有考虑岩石的质量和其他地质因素的影响，因而ＲＭＲ分类中将ＲＱＤ作为一项的影响因素来对待。

ＲＭＲ分类是将上述各因素单项分数后累加起来，得到岩体质量总评分。根据这个评分划分岩体质量等级。如表８－１９和表８－２０所示。

上述 二种按岩体质 量分类的结果，它们之间的关系已由茹夫莱泽（ T.C.Rufledgc ）根据新西兰的经验作了对比求得下式：

ＲＳＲ＝ 0.77 ＲＭＲ＋ 22.4 ＲＭＲ分数计算表 表 8-19

岩石强度点荷载 ＞ 10 4 ～ 10 100 ～ 50 12 数 值 范 围 2 ～ 4 25 ～ 50 7 50 ～ 75 10 1 ～ 2 25 ～ 50 4 25 ～ 50 8 0.06 ～ 0.2 8 5 ～ 1 ～ 25 2 5 1 ＜ 25 3 ＜ 0.06 5 1 0 （ MPa ） 1 单轴抗压强度 ＞ 250 分 数 2 ＲＱＤ 分 数 3 不连续间距 (m) 分 数 15 90 ～ 100 75 ～ 90 20 ＞ 2 20 15 0.6 ～ 2 0.2 ～ 0.6 15 10 粗糙，不连微粗糙，张开微粗糙，张开镜面或夹泥小于 夹泥厚大于 5mm 4 不连续面的状态 续张开， 不 小于 1mm ，微小于 1mm ，微5mm 厚，张开 1 ～ 或张开大于 5mm 风化 分 数 导洞长 10m ，水量 (L/min) 5 地下水 裂隙水压力与最大应力比值 一般条件 30 无 风化 25 10 风化 20 10 ～ 25 5mm 连续 10 25 ～ 125 连续 0 ＞ 125 0 完全干燥 0 ～ 0.1 0.1 ～ 0.2 润 湿 0.2 ～ 0.5 ＞ 0.5 流 分 数 6 不连续 面方向 条件 分 数 15 很好 0 10 好 -2 7 中等 -5 4 差 -10 0 很差 -12 按ＲＭＲ值划分的质量等级 表 8-20

1 2 3 4 5 岩体分级 岩体质量描述 Ⅰ 很好 Ⅱ 好 80 ～ 61 Ⅲ 中等 60 ～ 41 Ⅳ 差 40 ～ 21 Ⅴ 很差 ≤ 20 总分（ RMR ） 100 ～ 81 自立时间 内聚力 ( MPa ) 摩 擦 角 15m 跨， 10 年 ＞ 4 8m 跨， 6 月 5m 跨， 1 周 2.5m 跨 10h 1m 跨 30min 3 ～ 4 2 ～ 3 1 ～ 2 ＜ 1 ＞ 45 ° 35 °～ 45 ° 25 °～ 35 ° 15 °～ 25 ° ＜ 15 ° （二） ＲＳＲ分类

本分类也称岩体结构评价的分类，它是 1974 年威克霍姆提出的以岩体结构特征作为围岩分类的主要影响因素。此法考虑了地质（参

数Ａ）、节理（参数Ｂ）和地下水（参数Ｃ）三个因素，并按表 8-21 所列的标准进行评分。ＲＳＲ值为该三项评分之和，其变化范围在 25 ～ 100 之间。

ＲＳＲ参数取值标准 表 8 － 21

参岩石类型 数 A 地质 参 数 火成岩 变质岩 沉积岩 地质构造 硬质 中等 软质 破碎 整体的 轻微断裂或褶皱 中等断裂或褶皱 强烈断裂或褶皱 1 2 3 4 1 2 3 4 2 3 4 4 30 27 24 19 22 20 18 15 15 13 12 10 走向平行轴线 掘 进 方 向 9 8 7 6 节理状态 走向垂直轴线 B 节 理 极密集节理 密集节理 中等节理 中等－块状 块状－整体 整 体 两个方向 顺沿倾角 对着倾角 两个方向 平缓 倾斜 陡倾 倾斜 陡倾 平缓 倾斜 陡倾 9 13 23 30 36 40 11 16 24 32 38 43 13 19 28 36 40 45 10 15 19 25 33 37 12 17 11 18 35 40 9 14 23 30 36 40 9 14 23 28 34 38 7 11 19 24 28 34 参数“ A+B ”项合计值 参 预计涌水量 13 — 44 节 理 状 态 好 无 少量（＜ 200 ） 中等 (200 ～ 1000) 大量（＞ 1000 ） 22 19 15 10 一般 差 19 15 11 8 12 9 7 6 好 25 23 21 18 一般 22 19 16 14 差 18 14 12 10 44 — 75 数 gal/ （ min · 1000ft ） C 地 下 水 注：预计涌水量单位 gal/ （ min · 1000ft ）指 1000ft （ 1000 × 0.3048m ）长的隧洞每分钟的涌水量（ 1gal ＝ 3.785L ）。 （三） ＢＱ分类

本分类也称岩体基本质量分级。是近年国标《工程岩体分级标准》提出的。我国岩土工程勘察规范（ GB50021-94 ）根据我国实际，改进了此岩体基本质量分级的标准。认为岩体基本质量分级不仅与岩石的坚硬程度和岩体的完整程度有关，而且还与地下水、软弱结构面和地应力等因素有关。对这些因素的处理方法，提出先考虑岩石坚硬程度和岩体完整程度的影响，据此定出了岩体基本质量指标值ＢＱ。而后考虑地下水、软弱结构面和地应力等因素的影响，据此对ＢＱ值修正，称为岩体基本质量指标修正值 [ ＢＱ ] 。 １．岩体基本质量指标值ＢＱ按下式确定

ＢＱ＝ 90 ＋３Ｒ c ＋ 250 Ｋ v （ 8-29 ）