5.3工程岩体多因素综合分类

工程岩体分级标准GB50218－94主编部门：中华人民共和国水利部批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：1995年7月1日关于发布国家标准《工程岩体分级标准》的通知建标[1994]673号根据国家计委计综[1986]450号文的要求，由水利部主编，会同有关部门共同制订的国家标准《工程岩体分级标准》，已经有关部门会审。

现批准《工程岩体分级标准》GB50218－94为强制性国家标准，自一九九五年七月一日起施行。

本标准由水利部负责管理，其具体解释等工作由水利部长江科学院负责，出版发行由建设部标准定额研究所负责组织。

中华人民共和国建设部一九九四年十一月五日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2.1 术语2.1.1 岩石工程rock engineeting以岩体为工程建筑物地基或环境，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sructural plane(discontinuity)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）intactess 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。

§5.3 我国工程岩体分级标准（GB50218-94）主要内容：一、GB50218-94 分级标准的制定二、工程岩体分级的基本方法三、工程岩体分级标准的应用四、工程岩体分级举例重点：GB50218-94 分级的基本方法。

难点：分级指标的确定。

1、前面主要内容回顾分类目的、原则、指标（考虑的因素）代表性分类：岩块工程分类①迪尔和米勒的双指标分类②岩块强度分类，R c 、I s (50)③岩块质量系数S 分类岩体工程分类①岩体质量指标RQD 分类②岩体地质力学分类—RMR 分类（和差模型）③Barton 隧道围岩分类—Q 分类（积商模型）2、我国岩体分级分类的概况、存在的问题70年代以来，各部门相继制定了一些分类标准，这些分类原则、标准、测试方法等不尽相同，无可比性。

一、GB 50218-94 分级标准的制定21s cs tw cw E σE σS ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=3、分级标准(BQ标准)制定的原则、目的、方法BQ标准在总结现有各行业分类标准的基础上，编制统一分级标准。

分级的目的为评价工程岩体稳定性。

分类与分级的差别。

分类无序，分级则有序。

BQ标准采用定性与定量相结合的方法，分级过程中，定性与定量同时进行对比检验最后综合评定级别。

定性与定量的优劣。

定性体现经验，定量反映试验。

工程岩体—是指与岩石工程有关的岩体。

岩石工程就是岩体工程，即对岩体利用、治理、改造的工程。

它是工程建筑的一部分。

GB50218-94分级标准属于综合性分类。

4、BQ标准的分级因素各类工程岩体受力状态不同，破坏形式多样，稳定标准不同，如何兼顾各类工程的特点？BQ标准，分析研究众多分类方法及大量工程实践和岩石力学试验研究成果，按照共性提升的原则，将决定各类工程岩体质量和稳定性的基本共性抽出来，即考虑：①岩石作为材料存在的属性—岩石坚硬程度②岩石作为地质存在的属性—岩体完整程度为衡量各类工程岩体稳定性高低的基本尺度，作为分级的基本因素，进行岩体基本质量分级。

工程岩体分级标准通常基于岩体的物理力学性质、完整性、结构特征、地质构造等因素进行划分。

具体的分级方法和标准可能因国家、地区和行业而异。

以下是一种常见的工程岩体分级标准：
1.优良岩：具有较高岩体强度、较低岩体透水性和良好稳定性的岩体。

主要特征包括岩体坚硬、致密，具有较高的抗压强度和抗拉强度；岩体中没
有大的裂隙和节理，裂隙和节理的发育程度低，不易扩展；岩体透水性较低，渗透能力小。

2.一般岩：岩体强度和稳定性一般，具有一定的透水性。

主要特征包括岩体较坚硬，但可能存在一些小的裂隙和节理；岩体的抗压强度和抗拉强度
适中；岩体透水性一般，需要注意渗流问题。

3.差岩：岩体强度较低，稳定性差，透水性较强。

主要特征包括岩体较软弱，裂隙和节理发育，易扩展；岩体的抗压强度和抗拉强度较低；岩体透
水性较强，存在较大的渗流问题。

4.极差岩：岩体非常软弱，稳定性极差，透水性极强。

主要特征包括岩体呈松散状或破碎状，无法形成稳定的结构体；岩体的抗压强度和抗拉强度
非常低；岩体透水性极强，存在严重的渗流和漏水问题。

需要说明的是，这只是一种大致的工程岩体分级标准，具体的分级方法和标准还需根据工程实际情况和地质勘察资料进行综合判断。

同时，在工程设计和施工中，还需要针对不同的岩体级别采取相应的工程措施，以确保工程的安全性和稳定性。

请注意，在实际应用这些分级时，可能需要依靠更详细的测试和评估，例如使用比尼奥斯基分类法等方法，并可能需要结合工程地质勘察和岩体测试的结果来确定最终的岩体工程质量。

名词解释：红色，加粗，楷体。

简答的题：蓝色，宋体，加粗。

填空的题：粉色，黑体，加粗。

选择的题：绿色，行楷，加粗。

第 0 章绪论一、地质体： 是指由岩石组成的块体及在结垢面切割下具有一定的结构和构造、 占据地球 上一定空间的实体，称为地质体。

（名-1） 二、勘察专业所研究的岩体力学问题为： 与工程活动有关的地壳浅表层岩体变形及稳定性问题：岩石边坡、岩石地 基及硐室围岩等。

第 1 章 岩体地质与结构特征1.1 概述一、岩体 1、概念： 岩体是指地质历史过程中形成的， 由岩块和结构面网络组成的， 具有一定的 结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。

是岩体力 学研究的对象。

（名-2） 2、岩体的组成由结构面网络及其所围限的岩石块体组成。

3、岩体的物理力学性质特征：非均匀、非连续、各向异性和多相性。

1.2 岩块及其特征一、概念：岩块指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元 体。

（名-3） 二、物质组成： 岩石是由具有一定结构构造的矿物集合体组成， 因此岩块的力学性质主要取 决于岩块的矿物成分及其相对含量。

三、岩块的结构与构造： 岩块的结构是指岩石内矿物颗粒的大小、形状、排列方式及微结构面发育情 况与粒间连结方式等反映在岩块构成上的特征。

四、风化程度： 1、岩块的风化程度可用定性指标和某些定量指标表述。

2、判断岩块风化程度的定性指标主要有：颜色、矿物蚀变程度、破碎程度 及开挖锤击技术特征等。

3、判断岩块风化程度的定量指标主要有风化空隙率指标和波速指标等。

4、风化空隙率指标(Iw)是快速浸水后风化岩块吸入水的质量与干燥岩块质 量之比。

5、波速指标： （1）风化岩块纵波速度 （2）波速比：风化岩块与新鲜岩块的纵波速度比值； （3）风化系数：风化岩块与新鲜岩块的饱和单轴抗压强度比值。

1.3结构面特征一、概念：结构面（Structural Plane） 指地质历史发展过程中，在岩体 内形成的具有一定的延伸方向和长度，厚度相对较小的地质界面或带。

工程岩体质量分类方法
工程岩体质量分类是通过对岩体物理力学特性、构造特征以及与
周围地质环境的相互作用等因素综合研判，将岩体划分为不同等级的
方法。

它是进行岩体工程勘察、设计、施工和监测的基础和前提，对
保障工程安全和提高工程质量有着重要作用。

常见的工程岩体质量分类方法有以下几种：
1. 国际岩石力学委员会（ISRM）岩体质量评价方法：根据岩石
强度、节理和岩体结构等因素进行综合评价，将岩体划分为I~VI级六
个等级。

2. 中国工程岩体分类标准（GB/T 50268-2008）：根据岩体物理
力学指标和岩体变形、稳定性等因素进行综合评价，将岩体划分为I~V 级五个等级。

3. 黄大年教授工程岩体分类方法：综合考虑岩层结构、破碎程度、裂隙发育程度、围岩状况等因素，将岩体划分为I~VI级六个等级。

4. 高小明教授工程岩体分类方法：综合考虑岩层结构、破碎程度、节理发育情况、裂隙发育程度、地应力等因素，将岩体划分为
I~VII级七个等级。

以上几种工程岩体质量分类方法各有优缺点，在具体工程中应根
据实际情况选择合适的方法进行判定。

第五章⼯程岩体分类第五章⼯程岩体分类第⼀节分类的⽬的与原则为了便于异地试验成果、施⼯经验及研究成果的交流，合理地进⾏岩体⼯程的设计、施⼯，保证⼯程的安全和稳定，需要进⾏岩体分类。

岩体复杂、理论不完善、靠经验。

从定性和定量两个⽅⾯来评价岩体的⼯程性质，根据⼯程类型及使⽤⽬的对岩体进⾏分类，这也是岩体⼒学中最基本的研究课题。

⼀、分类的⽬的（1）进⾏岩体质量评价，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和参数。

（2）便于施⼯⽅法的总结,交流,推⼴。

（3）为便于⾏业内技术改⾰和管理。

⼆、分类原则（1）有明确的岩体⼯程背景和适⽤对象。

（2）尽量采⽤定量参数或综合指标，以便于⼯程技术计算和制订定额时采⽤。

（3）分类的级数应合适，⼀般分五级为宜。

（4）分类⽅法与步骤应简单明了、分类参数容易获取、分类中的数字便于记忆和应⽤。

（5）根据适⽤对象，选择考虑因素。

选择有明确物理意义、对岩体质量和危岩稳定性有显著影响的分类因素。

趋势：“综合特征值”分类法。

即，多因素综合考虑，以及定量与定性、动态与静态相结合进⾏分类。

三、分类的控制因素⼯程岩体分类⽅法虽然多达⼏⼗种，但通常在分类中起主导和控制作⽤的有如下⼏⽅⾯因素：（1）岩⽯材料的质量（强度指标）岩⽯强度是岩体固有的承载能⼒天然属性．是评价⼯程岩体稳定性的重要参数。

表⽰岩⽯强度的参数，通常由室内岩块试验获得，包括岩⽯的抗压强度、抗拉强度和杭剪强度等。

岩⽯的单轴抗压强度试验简单、参数直观、便于记忆、使⽤⽅便、符合⼯程岩体分类原则，因此⼏乎所有的⼯程岩体分类都⽤岩⽯的单轴抗压强度作为分类指标。

（2）岩体的完整性，结构⾯产状、密度、声波等。

通过对岩体性质的学习可知，岩体的完整性取决于岩体内结构⾯的空间分布状态、分布密度、开度、充填状态及其充填物质的特性等因素。

它直接影响岩体⼯程质量的优劣和⼯程围岩的整体稳定性，所以岩体完牲性的定量指标是表征岩体⼯程性质的重要参数。

工程岩体分级标准2014工程岩体分级标准是指根据岩体的结构、岩性、岩体强度等特征，对岩体进行科学、合理的分类和评价，为工程设计、施工、监测提供依据。

2014年发布的工程岩体分级标准是对岩体工程性质的科学界定和评价，对于保障工程的安全和质量具有重要意义。

一、岩体分级标准的基本原则。

1.科学性原则，岩体分级标准应当基于科学理论和实践经验，对岩体进行客观、准确的评价。

2.综合性原则，岩体分级标准应当综合考虑岩体的结构、岩性、岩体强度等多方面因素，全面评价岩体的工程性质。

3.实用性原则，岩体分级标准应当具有实际操作性，能够为工程设计、施工、监测等提供明确的指导。

二、岩体分级标准的内容。

1.岩体结构，包括岩体的节理发育情况、岩体的裂隙密度、岩体的岩层倾向和倾角等结构特征。

2.岩性特征，包括岩石的种类、颜色、密度、孔隙度、韧性、透水性等岩性特征。

3.岩体强度，包括岩体的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等力学性质。

4.其它影响因素，包括地下水情况、地应力状态、地震活动性等其它对岩体工程性质有影响的因素。

三、岩体分级标准的等级划分。

根据岩体的结构、岩性、岩体强度等特征，将岩体分为I、II、III、IV四个等级。

1.I级岩体，岩体结构完整，岩性坚硬，岩体强度高，裂隙密度小，岩体稳定性好，适宜用于重要工程。

2.II级岩体，岩体结构较完整，岩性较坚硬，岩体强度一般，裂隙密度较小，岩体稳定性较好，适宜用于一般工程。

3.III级岩体，岩体结构较破碎，岩性较软，岩体强度较低，裂隙密度较大，岩体稳定性较差，适宜用于辅助工程。

4.IV级岩体，岩体结构破碎，岩性软弱，岩体强度很低，裂隙密度很大，岩体稳定性很差，不宜用于工程。

四、岩体分级标准的应用。

1.工程设计，根据岩体分级标准，合理选择工程方案，确定合适的支护措施和施工工艺。

2.施工实践，根据岩体分级标准，采取相应的支护措施，保障施工安全和质量。

3.工程监测，根据岩体分级标准，进行岩体稳定性监测，及时发现岩体变形和破坏的迹象，采取相应的处理措施。

5. 2 工程岩体单因素分类 5.2.1 按岩块的单轴抗压强度分类按岩块的单轴抗压强度分类是最基本、最简单、应用最广泛的分类方式。

常见到的工程岩体多因素综合分类中，一般都将岩块的单轴抗压强度作其中的重要因素，前面提及的普氐分类是其中的一例。

迪尔（Deere ）和米勒(Miller)于l 966年提出的按（干）岩块单轴抗压强度分类，见表 5.1，得到了广泛的认可。

我国《岩土工程勘察规范》GB50021-94参考表5.1，以新鲜岩块的饱和单轴抗压强度为指标，也将岩块分为5类，见表5.2。

表5.1 按岩块抗压强度（c σ）分类表5.2 岩块饱和单轴抗压强度分类5.2.2 按岩体波速分类弹性波在岩体中的传播速度（简称岩体波速）与岩体的均匀性和完整性密切相关，一般来说，岩体越致密、越完整，则岩体波速越大；岩体中结构面越多、越发育，则岩体波速越小。

所以，在工程岩体分类中，按岩体波速对岩体的完整性进行分类。

在岩体内传播的弹性波分为纵波（P 波）和横波（S 波）两种，P 波为压缩或拉伸波，S 波为剪切波，P 波比S 波的速度快，便于测试，岩体分类时，一般用P 波。

日本池田和彦经过近10年时间，对日本的大约70座铁路隧道进行了地质、施工以及声波测试结果的调查，于1966年提出了日本铁路隧道围岩强度分类。

首先他将岩体分为A 、B 、C 、D 、E 、F 六类，再按岩体波速，将围岩强度分为七类，见表5.3。

他们还将岩体波速和岩块波速之比的平方定义为岩体的裂隙系数，又称岩体的完整性系数k 。

即2Pr()Pm V k V = （5.2） 式中 Pm V —为弹性在岩体内的传播速度；V－为弹性在岩块内的传播速度。

Pr中国科学院地质所根据他们对岩体结构的分类，列出了弹性波在各类结构岩体中传播速度和岩体波速和岩块波速之比，见表5.4，可供参考。

在国标GB50021-94中，按岩体的完整性系数k，将岩体的完整程度分为5类，如表5.5所示。