岩石力学---第8章 工程岩体分级
- 格式:ppt
- 大小:2.83 MB
- 文档页数:46
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。
岩体是指与工程相互影响、相互作用的地质体,其基本单元为不同大小、不同形状、被结构面分割的岩块,也称为岩石。
因此,岩体的分级应该考虑岩石的坚硬程度、把岩体分割成为岩块的结构面的发育程度、地下水的情况及地应力的情况等因素。
岩石的坚硬程度主要与岩石组成成分性质类别有关,也与其受风化营力作用的程度有关。
一般的建筑工程场地,其下伏基岩变化不大,很少从一类基岩突然跨越到另一类基岩。
因此,在同一工程场地内,研究由于岩石风化造成的强度差异有着重要的工程使用意义。
1.岩体的基本特征分析2.1.岩石风化程度鉴别分析地壳表层的岩石,在太阳辐射、大气、水和生物等的风化营力的作用下,发生物理和化学的变化,使岩石崩解破碎以至逐渐分解的作用,称为风化作用[4]。
通俗地讲,岩石的风化程度就是指其“腐烂”程度,只与岩石本身蚀变程度有关,与其是否受构造影响无关。
岩石逐渐被风化内在变化上表现为结构变化和矿物成分变化,风化程度越高,其结构被破坏的程度越强。
矿物成分的变化首先体现在节理面有次生矿物生成,随着风化程度的加强,岩石的矿物成分也有显著变化。
以板岩为例,微风化板岩结构致密均匀,中等风化板岩结构较致密,强风化板岩结构较为疏松,并且矿物成分也有着显著变化。
一般板岩的矿物成分组成见表1,从表1 中分析得出: 中、微风化板岩与强风化板岩的矿物成分有着较大的差别,中、微风化板岩中尚没有粘土矿物生成,而强风化板岩中则有较多的次生粘土矿物高岭石生成,并且含量达到了28. 1%。
从矿物含量分析中还可以看出,强风化板岩中玉髓( Cha) 石英( Q) 、长石和绿泥石的的含量分别比微风化板岩减少了13. 1%、9. 3%、10. 2% ,比中等风化板岩减少了6. 6%、3. 2%、15. 2%。
其中,长石和绿泥石的减少主要是由于风化作用转变成了化学程式组成更为稳定的高岭石。
岩石风化后结构变疏松,因此外在变化上主要表现为裂隙增多,工程勘察时钻进方式和速度都有所不同。
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。
第五节岩体的工程分类二、岩体的工程分类1、岩体质量分级(《工程岩体分级标准》GB50218-94)分级指标:岩体基本质量指标BQBQ=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与Kv对照表Jv(条/m3)<33~1010~2020~35>35Kv>0.750.75~0.550.55~0.350.35~0.15<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。
岩体质量分级基本质量级别岩体质量的定性特征岩体基本质量指标(BQ)Ⅰ坚硬岩,岩体完整>550Ⅱ坚硬岩,岩体较完整;较坚硬岩,岩体完整550~451Ⅲ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450~351Ⅳ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350~251Ⅴ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<250岩石坚硬程度按下表划分。
岩石坚硬程度划分表岩石饱和单轴抗压强度σcw(MPa)>6060~3030~1515~5<5坚硬程度坚硬岩较坚硬岩较软岩软岩极软岩岩体破碎程度按下表划分。
岩石完整程度划分表岩体完整性系数Kv>0.750.75~0.550.55~0.350.35~0.15<0.15完整程度完整较完整较破碎破碎极破碎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:[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。
工程岩体分级标准工程岩体分级标准是指根据岩体的力学性质、岩体结构和岩体稳定性等特征,对岩体进行分类和评定的标准。
岩体在工程施工中扮演着重要的角色,其稳定性直接关系到工程的安全性和可靠性。
因此,对岩体进行科学合理的分级评定,是保障工程施工质量和安全的重要环节。
一、岩体力学性质。
岩体的力学性质是指岩石在外力作用下的变形和破坏特性。
根据岩石的抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等指标,可以将岩体分为强、中、弱三个等级。
强岩体具有较高的抗压强度和抗拉强度,适合用于大型工程的基础和支护结构;中岩体的力学性质一般,适合用于中小型工程的基础和支护结构;弱岩体的力学性质较差,需要采取特殊的支护措施才能保证工程的安全施工。
二、岩体结构。
岩体结构是指岩石的裂隙、节理、岩层倾角等特征。
根据岩体结构的复杂程度和对工程施工的影响程度,可以将岩体分为简单、中等、复杂三个等级。
简单岩体结构指岩石中裂隙和节理较少,对工程施工影响较小;中等岩体结构指岩石中存在一定数量的裂隙和节理,对工程施工有一定影响;复杂岩体结构指岩石中存在大量的裂隙和节理,对工程施工影响较大,需要采取相应的支护措施。
三、岩体稳定性。
岩体稳定性是指岩体在外力作用下的稳定性和变形能力。
根据岩体的稳定性和变形能力,可以将岩体分为稳定、较稳定、不稳定三个等级。
稳定岩体指岩石在外力作用下变形能力较强,不易发生破坏;较稳定岩体指岩石在外力作用下变形能力一般,可能发生一定程度的破坏;不稳定岩体指岩石在外力作用下变形能力较差,容易发生破坏,需要采取有效的支护措施。
综上所述,工程岩体分级标准是工程施工中重要的一环,对岩体进行科学合理的分类和评定,有助于制定合理的支护措施,保障工程施工的安全和可靠。
在实际工程中,应根据岩体的力学性质、结构和稳定性等特征,综合评定岩体的分级,并采取相应的支护措施,确保工程施工的顺利进行。
工程岩体分级标准一、概述工程岩体分级是研究和评价岩体质量的重要手段,它对于工程设计、施工安全和经济效益等方面具有重要意义。
工程岩体分级标准通常根据岩石的物理力学性质、结构面的特征、连通性以及地质环境条件等因素进行评估。
二、分级标准内容1. 岩石质量指标(RQI)岩石质量指标(RQI)是衡量岩石物理力学性质好坏的重要指标,它通过岩石的强度、变形特性、渗透性等物理力学性质综合评价而来。
RQI值越大,说明岩石质量越差,对工程岩体的稳定性和强度影响越大。
2. 结构面发育程度结构面发育程度是工程岩体分级的重要指标之一,它反映了岩体中结构面的数量、分布、倾角、充填物等情况。
结构面发育程度越高,岩体稳定性越差。
根据结构面的发育程度,可以将工程岩体分为极软岩、软岩、较软岩、较硬岩和硬岩五个等级。
3. 结构面组数和结构面密度结构面组数和结构面密度也是工程岩体分级的重要指标之一,它们反映了岩体中结构面的数量和分布情况。
结构面组数越多、结构面密度越大,岩体稳定性越差。
4. 结构面连接性结构面连接性是指结构面之间相互连接的程度。
结构面连接性好,说明岩体稳定性较好;反之,则说明岩体稳定性较差。
5. 岩体完整性岩体完整性是指岩体中结构面分布的规律性和连续性。
岩体完整性越好,岩体稳定性越好;反之,则说明岩体稳定性较差。
三、分级标准的应用工程岩体分级标准在水利水电、交通、矿山等工程领域得到了广泛应用。
通过工程岩体分级,可以了解岩体的质量状况,为工程设计、施工安全和经济效益等方面提供重要依据。
具体应用如下:1. 工程设计:根据工程岩体的分级结果,可以合理选择工程类型、设计参数和施工方法,确保工程安全和经济合理。
2. 施工安全:根据工程岩体的分级结果,可以制定相应的施工安全措施,如支护措施、防坍塌措施等,确保施工过程的安全。
3. 经济效益:通过工程岩体分级,可以预测工程的经济效益,如缩短工期、降低成本等,为工程建设提供重要决策依据。
工程岩体分级标准下载一、岩体基本质量分级工程岩体分级标准首先根据岩体的基本质量指标进行分级。
基本质量指标主要考虑岩体的坚硬程度、完整程度、结构类型和岩石的RQD值(岩石质量指标)。
根据这些指标,将岩体分为五级,其中一级岩体质量最好,五级岩体质量最差。
二、工程岩体分级方法工程岩体分级方法主要包括定性评价和定量评价两种方法。
定性评价主要依据工程经验和地质勘查资料,对岩体的稳定性进行评价。
定量评价则是通过数学模型和计算机模拟,对岩体的力学性质、变形特性等进行定量分析,预测岩体的稳定性。
三、分级标准的应用范围工程岩体分级标准主要应用于水利水电工程、交通工程、矿山工程等领域。
在这些领域中,岩体作为工程的主要承载结构,其稳定性对工程的成败具有决定性影响。
通过应用工程岩体分级标准,可以有效地评估岩体的稳定性,为工程设计和施工提供依据。
四、分级标准的限制条件虽然工程岩体分级标准在很多情况下可以得到广泛应用,但也存在一些限制条件。
例如,分级标准的适用范围受到地质勘查资料和工程经验的限制,对于一些特殊地质条件或复杂工程,可能需要采用更高级的评估方法。
此外,定量评价方法的应用也需要一定的数学和计算机模拟基础,对于一些缺乏相关条件的工程,可能无法得到准确的评估结果。
五、分级标准的更新和维护随着科学技术的发展和工程实践的积累,工程岩体分级标准也需要不断地更新和维护。
标准的更新需要结合最新的理论和技术成果,对分级方法和指标进行修订和完善。
同时,也需要不断积累新的工程实践经验,对标准在实际应用中的效果进行评估和反馈,以便更好地服务于工程建设。
六、分级标准的实施建议为了更好地实施工程岩体分级标准,我们提出以下几点建议:1. 加强地质勘查工作:准确的地质勘查资料是进行工程岩体分级的基础。
因此,应加强地质勘查工作,获取更详细、更准确的地质资料,以提高分级结果的准确性。
2. 推广先进技术:随着科技的进步,一些新的技术和方法,如数值模拟、地球物理勘探等,可以为工程岩体分级提供更准确、更高效的支持。