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1、 岩体的工程地质特性岩体的工程地质特性11/1/2022山东理工高校 土木工程系1 1 结构面、结构体、岩体结构面、结构体、岩体2 2 岩体的结构岩体的结构3 3 岩体的强度岩体的强度4 4 岩体破坏机理及破坏判据岩体破坏机理及破坏判据5 5 岩体的变形特性岩体的变形特性6 6 岩体质量评价及其分类岩体质量评价及其分类本章内容：本章内容：11/1/2022山东理工高校 土木工程系本章重点难点：本章重点难点：1 1、岩体结构；、岩体结构；2 2、岩体的强度特征、岩体的强度特征 3 3、岩体的破坏机理、岩体的破坏机理 4 4、岩体分类。、岩体分类。关键术语：岩体结构，岩体强度，准岩关键术语：岩体结
2、构，岩体强度，准岩体强度；岩体变形，岩石体强度；岩体变形，岩石RQDRQD质量指质量指标；完整性系数标；完整性系数 ；岩石坚实性系数；岩石坚实性系数11/1/2022山东理工高校 土木工程系 要求：要求：1 1、驾驭本课程重点难点内容；、驾驭本课程重点难点内容；2 2、了解几种有代表性的岩体分类方法；、了解几种有代表性的岩体分类方法；3 3、了解我国工程岩体分级标准（、了解我国工程岩体分级标准（GB50218GB502189494）。）。11/1/2022山东理工高校 土木工程系一、结构面、结构体、岩体一、结构面、结构体、岩体结构面：结构面：是指岩体中存在着的各种不同成因和不同是指岩体中存在着
3、的各种不同成因和不同特性的地质界面，包括物质的分界面、不连续面如节特性的地质界面，包括物质的分界面、不连续面如节理、片理、断层、不整合面等。理、片理、断层、不整合面等。结构体结构体：由结构面在岩体中切割而成的几何体称为：由结构面在岩体中切割而成的几何体称为结构体（岩石）结构体（岩石）。岩体岩体：结构面和结构体的地质统一体。：结构面和结构体的地质统一体。11/1/2022山东理工高校 土木工程系 （一）、结构体的大小（一）、结构体的大小p 按规模结构体可分为：按规模结构体可分为：I I级级结构体结构体：由由I I级结构面切割成的结构体级结构面切割成的结构体(地质体地质体)。IIII级结构体级结构
4、体：由：由I I级结构体经级结构体经IIII级结构面切割而成的结构体级结构面切割而成的结构体(山体山体)。IIIIII级结构体级结构体：IIII级结构体再经级结构体再经IIIIII级结构面切割而成的结构体。级结构面切割而成的结构体。IV级结构体级结构体：IIIIII级结构体再经级结构体再经IVIV级结构面切割而成的结构体（完整级结构面切割而成的结构体（完整岩石或岩块）。岩石或岩块）。11/1/2022山东理工高校 土木工程系 （二）、结构体的块度（二）、结构体的块度 结构体的块度通常指最小结构体的尺寸。结构体的块度通常指最小结构体的尺寸。在岩体工程稳定性分析中，结构体的块度确定在岩体工程稳定性
5、分析中，结构体的块度确定了岩体工程围岩的破坏方式，从而确定了支护了岩体工程围岩的破坏方式，从而确定了支护和加固方法。在开挖过程中结构体的块度影响和加固方法。在开挖过程中结构体的块度影响施工及临时支护。施工及临时支护。11/1/2022山东理工高校 土木工程系 （三）、结构体的形态（三）、结构体的形态1 1、板状结构体：、板状结构体：2 2、柱状结构体：、柱状结构体：3 3、锥形结构体：、锥形结构体：结构体的形态与岩石类型有关；与区域构造运动强度有关；结构体的形态与岩石类型有关；与区域构造运动强度有关；与工程围岩的破坏方式有关。与工程围岩的破坏方式有关。11/1/2022山东理工高校 土木工程系
6、二、二、岩体的结构岩体的结构 岩体的结构岩体的结构是指岩体中结构面和结构体的形态和组合特征。是指岩体中结构面和结构体的形态和组合特征。按岩体被结构面分割的程度或结构体的形态特征，可将岩体按岩体被结构面分割的程度或结构体的形态特征，可将岩体 结构划分为以下几种基本类型：结构划分为以下几种基本类型：岩体结构岩体结构整体结构整体结构 层状结构层状结构 块状结构块状结构 碎裂结构碎裂结构散体结构散体结构镶嵌结构镶嵌结构层状碎裂结构层状碎裂结构碎裂结构碎裂结构11/1/2022山东理工高校 土木工程系1 1、整体结构、整体结构 岩性单一，节理不发育，无懦弱结构面岩性单一，节理不发育，无懦弱结构面或夹泥，
7、层面或夹泥，层面 结合良好，渗流对岩体特性结合良好，渗流对岩体特性影响不大，结构尺寸大于工程尺寸。影响不大，结构尺寸大于工程尺寸。完整性系数完整性系数 0.75 0.75结构面间距结构面间距 1.5 m 1.5 m岩土工程特征：整体性强度高，岩体稳定，岩土工程特征：整体性强度高，岩体稳定，可视为均质、各向同性的连续介质。可视为均质、各向同性的连续介质。11/1/2022山东理工高校 土木工程系2 2、块状结构、块状结构节理发育，有若干懦弱夹层或贯穿微张裂隙将岩体切割成柱状、节理发育，有若干懦弱夹层或贯穿微张裂隙将岩体切割成柱状、块状或菱形等结构体。工程范围内，有两组以上节理明显发育，块状或菱形
8、等结构体。工程范围内，有两组以上节理明显发育，构成影响工程稳定性的危急岩块，其尺寸小于工程几何尺寸。构成影响工程稳定性的危急岩块，其尺寸小于工程几何尺寸。完整性系数完整性系数 0.35 0.350.750.75结构面间距结构面间距 0.7 0.71.5 m1.5 m岩土工程特征：整体性强度高，结构面相互牵制，岩体基本稳岩土工程特征：整体性强度高，结构面相互牵制，岩体基本稳定，接近弹性各向同性体。定，接近弹性各向同性体。11/1/2022山东理工高校 土木工程系3 3、层状结构、层状结构 由中厚（由中厚（0.250.250.5 m0.5 m）及薄层（）及薄层（0.25m0.25m）的均一、坚硬、
9、懦弱或）的均一、坚硬、懦弱或软硬相间的沉积岩或沉积变质岩形成的岩体。结构面以层理、片理、软硬相间的沉积岩或沉积变质岩形成的岩体。结构面以层理、片理、节理为主，往往有层间错动，结构体呈板状、片状相互紧密叠合。节理为主，往往有层间错动，结构体呈板状、片状相互紧密叠合。完整性系数：层状完整性系数：层状 0.3 0.30.6;0.6;薄层状薄层状 0.4 0.4结构面间距：层状结构面间距：层状 0.25 0.250.5 m 0.5 m；薄层状；薄层状 0.25 m 0.25 m岩土工程特征：工程范围内，一组节理明显发育，在层内具有均一岩土工程特征：工程范围内，一组节理明显发育，在层内具有均一的地质特征
10、与力学特性，属各向异性、层内均质的连续介质。其变形的地质特征与力学特性，属各向异性、层内均质的连续介质。其变形和强度特征受层面及岩层组合限制，岩体稳定性较差。和强度特征受层面及岩层组合限制，岩体稳定性较差。11/1/2022山东理工高校 土木工程系4 4、碎裂结构、碎裂结构 构造发育，各种结构面与断裂交叉发育，且多为泥质充填。构造发育，各种结构面与断裂交叉发育，且多为泥质充填。岩体裂开，呈块状或片状，局部裹有坚硬的大块或条块状岩岩体裂开，呈块状或片状，局部裹有坚硬的大块或条块状岩石，属不均一的不连续介质，稳定性很差。石，属不均一的不连续介质，稳定性很差。岩体岩体完整性系数完整性系数 结构面构面
11、间距距 镶嵌嵌结构构 0.36 0.5m 层状碎裂状碎裂结构构 0.4 0.5m 破碎破碎结构构 0.3 0.5m11/1/2022山东理工高校 土木工程系5 5、散体结构、散体结构 主要为各种猛烈风化或挤压裂开的岩体或主要为各种猛烈风化或挤压裂开的岩体或土体。结构面相当发育，呈网状，岩体极度裂土体。结构面相当发育，呈网状，岩体极度裂开，并混有断层泥，呈松散积累或压密积累。开，并混有断层泥，呈松散积累或压密积累。完整性系数：完整性系数：0.22a,h2a,矩形截面矩形截面.加压装置：千斤顶，应力枕。加压装置：千斤顶，应力枕。11/1/2022山东理工高校 土木工程系四、四、岩体破坏机理及破坏判
12、据岩体破坏机理及破坏判据 （一）、岩体破坏的概念（一）、岩体破坏的概念 岩体在确定的应力条件下丢失其结构联结为岩体破坏岩体在确定的应力条件下丢失其结构联结为岩体破坏（丢失承载力和稳定性）。岩体在结构丢失之后的运动称为（丢失承载力和稳定性）。岩体在结构丢失之后的运动称为岩体工程结构的破坏（影响工程运用、报废）。岩体工程结构的破坏（影响工程运用、报废）。工程岩体破坏可分为两个阶段：工程岩体破坏可分为两个阶段：1 1、岩体结构联结的丢失，包括结构面开裂、错动或滑、岩体结构联结的丢失，包括结构面开裂、错动或滑移，结构体拉伸破坏或剪切破坏；移，结构体拉伸破坏或剪切破坏；2 2、结构体运动。如边坡滑动、倾
13、倒、滚石、采场冒顶、结构体运动。如边坡滑动、倾倒、滚石、采场冒顶等。等。11/1/2022山东理工高校 土木工程系（二）、（二）、岩体破坏机理岩体破坏机理l 拉伸破坏拉伸破坏 1 1、垂直结构面方向的拉伸破坏。、垂直结构面方向的拉伸破坏。2 2、沿结构面方向的拉伸破坏。、沿结构面方向的拉伸破坏。3 3、完整岩体的拉伸破坏。、完整岩体的拉伸破坏。11/1/2022山东理工高校 土木工程系（二）、（二）、岩体破坏机理岩体破坏机理l 剪切破坏剪切破坏 1 1、沿结构面的剪切破坏（取决于结构面的强度）、沿结构面的剪切破坏（取决于结构面的强度）2 2、切穿结构面的剪切破坏（取决于岩石的强度）、切穿结构面
14、的剪切破坏（取决于岩石的强度）11/1/2022山东理工高校 土木工程系临空面临空面临空面临空面11/1/2022山东理工高校 土木工程系（三）、岩体破坏判据（三）、岩体破坏判据 1 1、耶格尔判据：耶格尔提出岩体沿结构面剪切破坏的条件。耶格尔判据：耶格尔提出岩体沿结构面剪切破坏的条件。节理面极限应力平衡方程：节理面极限应力平衡方程：（1 1）当节理面倾角）当节理面倾角满足满足12,12,且且j /2j /2时，时，节理才会对岩体产生影响，这时岩体的强度取决于节理的强度；节理才会对岩体产生影响，这时岩体的强度取决于节理的强度；（2 2）450450j/2j/2时，岩体强度最低，其莫尔圆直径最小
15、。时，岩体强度最低，其莫尔圆直径最小。（3 3）当）当12 2 时，岩体强度与节理无关，取决于岩石时，岩体强度与节理无关，取决于岩石的强度。的强度。11/1/2022山东理工高校 土木工程系耶格尔判据耶格尔判据11/1/2022山东理工高校 土木工程系如图，围压如图，围压3 3=c=c增加，增加，即即c1c2,c1c2,岩岩体的强度随之增大。体的强度随之增大。11/1/2022山东理工高校 土木工程系2 2、霍克布朗阅历判据、霍克布朗阅历判据式中式中:c c完整岩石单轴抗压强度；完整岩石单轴抗压强度；m mb b霍克布朗常数；霍克布朗常数；s s，取决于岩体特征的常数，对于完整岩石，取决于岩体
16、特征的常数，对于完整岩石，s=1,s=1,=0.5 =0.5。11/1/2022山东理工高校 土木工程系五五 岩体的变形特性岩体的变形特性 岩体的单轴和三轴压缩变形特性岩体的单轴和三轴压缩变形特性 1 1、现场岩体的单轴和三轴压缩试验的应力应变全过程曲线现场岩体的单轴和三轴压缩试验的应力应变全过程曲线11/1/2022山东理工高校 土木工程系2 2、典型的岩体应力应变全过程曲线、典型的岩体应力应变全过程曲线 4 4个阶段：个阶段：（1 1）裂隙压密阶段（）裂隙压密阶段（OAOA）：）：曲线上凹曲线上凹（2 2）弹性变形阶段（）弹性变形阶段（ABAB）:呈直线呈直线（3 3）塑性变形阶段（）塑性
17、变形阶段（BCBC）：）：曲线下凹曲线下凹（4 4）破坏后阶段（）破坏后阶段（CDCD）：）：残余强度残余强度D D 峰值强度峰值强度C C11/1/2022山东理工高校 土木工程系3 3、岩体变形曲线的基本形式、岩体变形曲线的基本形式（1 1）直线型：坚硬、完整无裂隙岩体）直线型：坚硬、完整无裂隙岩体直线型直线型下凹型下凹型上凹型上凹型S S型型（2 2）下凹型：节理裂隙发育，泥质充填，岩性懦弱）下凹型：节理裂隙发育，泥质充填，岩性懦弱（3 3）上凹型：坚硬但裂隙发育，多呈张开而无充填物）上凹型：坚硬但裂隙发育，多呈张开而无充填物其它形式可看成是这三种形式的组合，如其它形式可看成是这三种形式
18、的组合，如S S型。型。11/1/2022山东理工高校 土木工程系4 4、岩石与岩体的应力应变曲线、岩石与岩体的应力应变曲线11/1/2022山东理工高校 土木工程系岩体剪切变形特征岩体剪切变形特征 岩体的剪切变形是很多岩体工程特殊是边坡工程中最常见的岩体的剪切变形是很多岩体工程特殊是边坡工程中最常见的变形模式。变形模式。在屈服点以下，变形曲线与压缩变形相像。屈服点以后，在屈服点以下，变形曲线与压缩变形相像。屈服点以后，岩体内某个结构面和结构体可能首先被剪坏，随之出现一次岩体内某个结构面和结构体可能首先被剪坏，随之出现一次应力降，峰值前可能出现多次应力降。当应力增加到确定程应力降，峰值前可能出
19、现多次应力降。当应力增加到确定程度，没被剪坏部位以瞬间破坏的方式出现，并伴有一次大的度，没被剪坏部位以瞬间破坏的方式出现，并伴有一次大的应力降，然后可能产生稳定滑移。应力降，然后可能产生稳定滑移。11/1/2022山东理工高校 土木工程系 岩体各向异性变形特征岩体各向异性变形特征1 1、特征：垂直、特征：垂直层面方向岩体变形模量层面方向岩体变形模量E E明显小于明显小于平行层面方向岩体的变形模量平行层面方向岩体的变形模量E E 。(a)(a)垂直层面加力垂直层面加力(b)(b)平行层面加力平行层面加力11/1/2022山东理工高校 土木工程系2 2、变形机制不同：、变形机制不同：3 3、构成岩
20、体变形各向异性的两个基本要素：、构成岩体变形各向异性的两个基本要素：（1 1）物质成分和物质结构的方向性）物质成分和物质结构的方向性 （2 2）结构面的方向性）结构面的方向性（1 1）垂直层面的压缩变形量主要是由岩块和结构面（懦弱夹）垂直层面的压缩变形量主要是由岩块和结构面（懦弱夹层）压密汇合而成；层状岩体不仅开裂层面压缩变形量大，层）压密汇合而成；层状岩体不仅开裂层面压缩变形量大，而且在成岩过程中，由于沉积规律的变更，层面出现在矿物而且在成岩过程中，由于沉积规律的变更，层面出现在矿物连结力弱、致密度低的部位，这是垂直层面方向压缩变形量连结力弱、致密度低的部位，这是垂直层面方向压缩变形量大的另
21、一个缘由。大的另一个缘由。（2 2）平行层面方向的压缩变形量主要是岩块和少量结构面错）平行层面方向的压缩变形量主要是岩块和少量结构面错动而成。动而成。11/1/2022山东理工高校 土木工程系 原位岩体变形参数测定原位岩体变形参数测定 常用的静力法有：承压板试验（千斤顶荷载试验）、径向荷常用的静力法有：承压板试验（千斤顶荷载试验）、径向荷载试验、水压法等。载试验、水压法等。目的：测定岩体的变形指标目的：测定岩体的变形指标E E、，测定测定关系。关系。岩体现场变形试验方法：静力法、动力法（弹性波测量法）岩体现场变形试验方法：静力法、动力法（弹性波测量法）11/1/2022山东理工高校 土木工程系
22、1 1、表面承压板试验、表面承压板试验(1)(1)试验装置试验装置 由四部分组成：垫板（承压板）、加荷装置（千斤由四部分组成：垫板（承压板）、加荷装置（千斤顶或压力枕）、传力装置（传力支柱、传力柱垫板）、变形测量装顶或压力枕）、传力装置（传力支柱、传力柱垫板）、变形测量装置（测微计）置（测微计）11/1/2022山东理工高校 土木工程系 接受何种加荷方式，接受何种加荷方式，可依据岩体结构和工程要可依据岩体结构和工程要求而定。求而定。完整岩体：可接受大循环完整岩体：可接受大循环加荷方式，以确定岩体在加荷方式，以确定岩体在不同荷载下的变形特性；不同荷载下的变形特性；多裂隙岩体：可接受多循环或单循环
23、加荷方式，以了解各种结构面多裂隙岩体：可接受多循环或单循环加荷方式，以了解各种结构面对岩体变形的影响。对岩体变形的影响。（2 2）加荷方式）加荷方式11/1/2022山东理工高校 土木工程系 设垫板总变形（位移）量为设垫板总变形（位移）量为W W0 0,其中弹性变形量为其中弹性变形量为W We e,塑性变形量塑性变形量为为W Wp p,则岩体的变形指标：则岩体的变形指标：式中：式中：pp受荷面单位面积上的压力；受荷面单位面积上的压力；bb承压板直径或边长承压板直径或边长;与承压与承压板形态和刚度有关的系数，方形板为板形态和刚度有关的系数，方形板为0.880.88，圆形板为，圆形板为0.790.
24、79；岩体泊岩体泊松比。松比。岩体变形模量：岩体变形模量：岩体弹性模量岩体弹性模量：11/1/2022山东理工高校 土木工程系2 2、钻孔承压板法、钻孔承压板法 表面承压板法测得的表面承压板法测得的岩体变形模量偏低，这岩体变形模量偏低，这是由于工程岩体表面旁是由于工程岩体表面旁边岩体大多发生了不同边岩体大多发生了不同程度的松动。为了解除程度的松动。为了解除松动的影响，起先接受松动的影响，起先接受孔底承压板法测定岩体孔底承压板法测定岩体变形模量。测定结果表变形模量。测定结果表明：孔底承压板法测得明：孔底承压板法测得的原位岩体变形参数比的原位岩体变形参数比表面承压板试验测定值表面承压板试验测定值高
25、很多，甚至高达高很多，甚至高达1010余余倍。倍。11/1/2022山东理工高校 土木工程系岩体动弹性模量岩体动弹性模量EdEd的测定：的测定：接受小量药包爆炸激发地震波，在距震源确定距离设置接受小量药包爆炸激发地震波，在距震源确定距离设置检波器，检测弹性波。依据弹性波波速算出动弹性模量检波器，检测弹性波。依据弹性波波速算出动弹性模量EdEd和和动泊松比动泊松比dd。式中：式中：v vp,p,v,vs s纵波波速和横波波速，纵波波速和横波波速，为岩体密度。为岩体密度。一般而言：一般而言：E Ed d E Ee ,e ,d d 。11/1/2022山东理工高校 土木工程系六、岩体质量评价及其分类
26、六、岩体质量评价及其分类 岩体分类是对影响岩体稳定性和影响工程设计、施工和岩体分类是对影响岩体稳定性和影响工程设计、施工和维护的各种因素建立一些评价指标，对工程辖区岩体进行评维护的各种因素建立一些评价指标，对工程辖区岩体进行评价，划分出不同的的级别或类别。价，划分出不同的的级别或类别。分类的目的：为岩体工程建设的勘察、设计、施工和编分类的目的：为岩体工程建设的勘察、设计、施工和编制定额供应必要的基本依据。制定额供应必要的基本依据。按分类目的，可分为综合性和专题性两种；按其所涉及按分类目的，可分为综合性和专题性两种；按其所涉及的因素多少，可分为单因素分类法和多因素分类法两种。的因素多少，可分为单
27、因素分类法和多因素分类法两种。11/1/2022山东理工高校 土木工程系（一）、工程岩体分类的参考影响因素（一）、工程岩体分类的参考影响因素1 1、岩石的质量。主要表现在岩石的强度和变形性质方面。、岩石的质量。主要表现在岩石的强度和变形性质方面。2 2、岩体的完整性。岩体完整性取决于不连续面的组数和密度。、岩体的完整性。岩体完整性取决于不连续面的组数和密度。可用结构面频率可用结构面频率(裂隙度）、间距、岩心实行率、岩石质量指标裂隙度）、间距、岩心实行率、岩石质量指标RQDRQD以及完整性系数作为定量指标进行描述。这些定量指标是表以及完整性系数作为定量指标进行描述。这些定量指标是表征岩体工程性质
28、的重要参数。征岩体工程性质的重要参数。3 3、结构面条件。包括结构面产状、粗糙度和充填状况。岩体的、结构面条件。包括结构面产状、粗糙度和充填状况。岩体的工程性质主要取决于结构面的性质和分布状态以及其间的充填物工程性质主要取决于结构面的性质和分布状态以及其间的充填物性质。性质。11/1/2022山东理工高校 土木工程系4 4、岩体及结构面的风化程度。风化程度越高，岩体越裂开，强度、岩体及结构面的风化程度。风化程度越高，岩体越裂开，强度越低越低 。5 5、地下水的影响。渗流，软化，膨胀，崩解，静、动水压力等。、地下水的影响。渗流，软化，膨胀，崩解，静、动水压力等。6 6、地应力。地应力难于测定，它
29、对工程的影响程度也难于确定，、地应力。地应力难于测定，它对工程的影响程度也难于确定，因此，其影响一般在综合因素中反映。因此，其影响一般在综合因素中反映。（一）、工程岩体分类的参考影响因素（一）、工程岩体分类的参考影响因素11/1/2022山东理工高校 土木工程系（二）、几种有代表性的工程岩体分类方法（二）、几种有代表性的工程岩体分类方法式中：式中：RcRc岩石单轴抗压强度，岩石单轴抗压强度，MpaMpa f 20 f 20 为为1 1级，最坚实；级，最坚实；f 0.3 f 0.3为第为第1010级，最懦弱。级，最懦弱。优点：形式简洁，运用便利。优点：形式简洁，运用便利。缺点：未考虑岩体的完整性
30、、岩体结构特征对稳定性影响，故不能精确缺点：未考虑岩体的完整性、岩体结构特征对稳定性影响，故不能精确评价岩体的稳定性。评价岩体的稳定性。1 1、普氏分类法、普氏分类法 以以岩岩石石试试件件的的单单轴轴抗抗压压强强度度作作为为分分类类依依据据，依依据据普普氏氏坚实性系数坚实性系数 f f 将岩石分为十级。将岩石分为十级。f f 值越大，岩体越稳定。值越大，岩体越稳定。11/1/2022山东理工高校 土木工程系2 2、岩石单轴抗压强度分类、岩石单轴抗压强度分类我国工程界按岩石单轴抗压强度将岩体分为四类：我国工程界按岩石单轴抗压强度将岩体分为四类：类别 岩石岩石单轴抗抗压强度度 c c(Mpa)(M
31、pa)坚固性固性 250160250160特特坚固固 160100160100坚固固 1004010040次次坚固固 40 0.750.750.750.550.750.550.550.350.550.350.350.150.350.150.15 10102250501515 4 48 81002100250501212 24 2450100501007 7121225 5025 504 4不采用不采用5 255 252 2不采用不采用1 51 51 1不采用不采用 1 10 011/1/2022山东理工高校 土木工程系（2 2）对应于岩芯质量指标的岩体评分值）对应于岩芯质量指标的岩体评分值R
32、R2 2RQDRQD（）（）9191100 100 769076905175517526502650 253 3 13130.310.310.050.30.050.30.050.05评分分值30302525202010105 511/1/2022山东理工高校 土木工程系（4 4）对于节理状态的岩体评分值）对于节理状态的岩体评分值R R4 4 说明明评分分值尺寸有限的粗糙的表面、硬岩壁尺寸有限的粗糙的表面、硬岩壁2525略粗糙的表面、略粗糙的表面、张开度开度11mmmm，硬岩壁，硬岩壁2020略粗糙的表面、略粗糙的表面、张开度开度155mmmm的断的断层泥充填的泥充填的张开开节理理;张开度开度5
33、5mmmm的的节理，延理，延伸超伸超过数米数米0 011/1/2022山东理工高校 土木工程系（5 5）取决于地下水状态的岩体评分值）取决于地下水状态的岩体评分值R R5 5每米隧道的涌水每米隧道的涌水量量（L/minL/min）节理水理水压力与最大主力与最大主应力的比力的比值总的状的状态评分分值无无0 0完全干燥完全干燥151510100.11251250.50.5有有严重地下水重地下水问题，流水，流水0 011/1/2022山东理工高校 土木工程系（6 6）节理方位对）节理方位对RMRRMR的修正值的修正值R R6 6方位方位对工程的影响工程的影响评价价隧道隧道地基地基边坡坡很有利很有利0
34、 00 00 0有利有利2 22 25 5一般一般5 57 72525不利不利101015155050很不利很不利1212252511/1/2022山东理工高校 土木工程系（7 7）节理走向与倾角对隧道掘进的影响）节理走向与倾角对隧道掘进的影响节理走向垂直于隧道理走向垂直于隧道轴线节理走向平行于隧道理走向平行于隧道轴线倾角角0 00 020200 0顺倾向掘向掘进逆逆倾向掘向掘进倾角角45450 090900 02 20 00 04 45 50 04 45 50 09 90 00 02 20 00 04 45 50 04 45 50 09 90 00 02 20 00 04 45 50 0不不
35、 考考虑走走向向很有利很有利有利有利一般一般不利不利很不利很不利一般一般11/1/2022山东理工高校 土木工程系 依据总分确定岩体分级依据总分确定岩体分级 类别 岩体描述岩体描述岩体岩体评分分值RMRRMR 很好很好8110081100 好好61618080 较好好41604160 较差差21402140 很差很差02002011/1/2022山东理工高校 土木工程系岩体分级的意义岩体分级的意义 考虑不支护隧道的自稳时间考虑不支护隧道的自稳时间分分类号号平均自平均自稳时间1515m m跨，跨，2020年年1010m m跨，跨，1 1年年5 5m m跨，跨，1 1星期星期2.52.5m m跨，
36、跨，1010h h1m1m跨，跨，3030minmin岩体的岩体的内聚力内聚力(kPa)kPa)400 400 300400300400200300200300100200100200 10045450 035350 045450 025250 035350 015150 025250 0 1560 60303015155 0.750.750.750.550.750.550.550.350.550.350.350.150.350.150.150.15完整程度完整程度完整完整较完整完整较破碎破碎破碎破碎极破碎极破碎J Jv v33535K Kv v0.750.750.750.550.750.55
37、0.550.350.550.350.350.150.350.150.15 90Kv+30 C 90Kv+30 时，应以时，应以C=90Kv+30 C=90Kv+30 代入上式计算代入上式计算Q Q值；值；当当Kv Kv 0.04 0.04 C+0.4C+0.4时时，应应以以Kv=0.04C+0.4Kv=0.04C+0.4代代入入上上式式计计算算Q Q值；值；式中：式中：BQBQ岩体基本质量指标；岩体基本质量指标；C C岩石饱和单轴抗压强度岩石饱和单轴抗压强度(Mpa);Mpa);K Kv v岩体完整性系数。岩体完整性系数。11/1/2022山东理工高校 土木工程系B B、按按BQBQ值进行岩体
38、基本质量分级值进行岩体基本质量分级基本基本质量量级别岩体基本岩体基本质量定性特征量定性特征岩体基本岩体基本质量量指指标(BQ)(BQ)坚硬岩，岩体完整；硬岩，岩体完整；550550坚硬岩，岩体硬岩，岩体较完整；完整；较坚硬岩，岩体完整；硬岩，岩体完整；550451550451坚硬岩，岩体硬岩，岩体较破碎；破碎；较坚硬岩或硬岩或软硬岩互硬岩互层，岩体，岩体较完整；完整；较软岩，岩体完整；岩，岩体完整；450351450351坚硬岩，岩体破碎；硬岩，岩体破碎；较坚硬岩，岩体硬岩，岩体较破碎破碎；破碎破碎；较软岩或岩或软硬岩互硬岩互层，且以，且以软岩岩为主，岩体主，岩体 较完整完整较破碎；破碎；软岩
39、，岩体完整岩，岩体完整较完整；完整；350251350251较软岩，岩体破碎；岩，岩体破碎；软岩，岩体岩，岩体较破碎破碎；破碎破碎；全部极全部极软岩及全部极破碎岩；岩及全部极破碎岩；250450450450351450351350251350251250250潮湿或点滴出水潮湿或点滴出水 0 0 0.1 0.10.20.20.30.30.40.40.60.6淋雨状或涌流状出水，水淋雨状或涌流状出水，水压0.1MPa或或单位出水量位出水量10L/(min.m)0.1 0.10.20.20.30.30.40.40.60.60.70.70.90.9淋雨状或涌流状出水，水淋雨状或涌流状出水，水压0.1
40、MPa或或单位出水量位出水量 10L/(min.m)0.2 0.20.40.40.60.60.70.70.90.9 1.0 1.011/1/2022山东理工高校 土木工程系（B B）主要懦弱结构面产状影响修正系数）主要懦弱结构面产状影响修正系数K2K2结构面构面产状及状及其与洞其与洞轴线的的组合关系合关系结构面走向与洞构面走向与洞轴线的的夹角角3060600 0结构面构面倾角角75750 0其它其它组合合 K2 0.40.600.20.20.411/1/2022山东理工高校 土木工程系（C C）初始应力状态修正系数初始应力状态修正系数K3K3初始初始应力力状状态 BQ BQ5505505505
41、5045145145035145035135025135025125026.526.560602.12.13333 0.2 0.2605060502.11.52.11.5332033200.20.250.20.2526.524.526.524.5503950391.50.71.50.72062060.250.30.250.324.522.524.522.5392739270.70.20.70.261.361.30.30.350.30.3522.522.527270.20.21.3 0.35 0.3511/1/2022山东理工高校 土木工程系岩体级别与岩体结构面抗剪强度参数岩体级别与岩体结构面抗
42、剪强度参数基本基本质量量级别两两侧岩体的岩体的坚硬程度及硬程度及结构面的构面的结合合程度程度内摩擦角内摩擦角(0 0)粘粘结力力C(Mpa)C(Mpa)坚硬、硬、结合好合好3737 0.22 0.22坚硬硬较坚硬、硬、结合一般；合一般；软弱岩，弱岩，结合好合好372937290.220.120.220.12坚硬硬较坚硬、硬、结合差；合差；较软弱岩，弱岩，结合一般合一般291929190.120.080.120.08较坚硬硬较软岩、岩、结合差合差很差；很差；软弱岩、弱岩、结合差；合差；软质岩的泥化面岩的泥化面191319130.080.050.080.05较坚硬及全部硬及全部软质岩、岩、结合很差
43、；合很差；软质岩泥化岩泥化层本身本身1313 0.05 0.0511/1/2022山东理工高校 土木工程系岩体级别与地下工程岩体自稳实力岩体级别与地下工程岩体自稳实力基本基本质量量级别 自自稳能力能力跨度跨度2020m m，可可长期期稳定，偶有掉定，偶有掉块，无塌方，无塌方跨度跨度1020m m，可基本可基本稳定，局部定，局部发生掉生掉块或小塌方或小塌方跨度跨度 10m m，可可长期期稳定，偶有掉定，偶有掉块跨度跨度1020m m，可可稳定数日至定数日至1 1个月，可个月，可发生小至中塌方生小至中塌方跨度跨度510m m，可可稳定数月，可定数月，可发生局部生局部块体位移及小至中塌方体位移及小至中塌方跨度跨度555m m，一般无自一般无自稳能力，数日至数月内可能力，数日至数月内可发生松生松动变形、小塌方，可形、小塌方，可发展展为中至大塌方。中至大塌方。跨度跨度55m m，可可稳定数日至定数日至1 1个月个月无自无自稳能力能力注：小塌方：塌方高度注：小塌方：塌方高度33m m，或塌方体积，或塌方体积3066m m，或塌方体积，或塌方体积 100 100m m3 311/1/2022山东理工高校 土木工程系