巖體力學(xué)-教學(xué)講稿

巖體力學(xué)4/1/20231中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院巖土工程與工程地質(zhì)系賈洪彪第二章巖體的地質(zhì)特征§2.1幾個基本概念§2.2巖塊的物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)特征§2.3結(jié)構(gòu)面的特征§2.4巖體的結(jié)構(gòu)特征§2.5巖體工程分類2巖石（Rock）礦物、巖屑的集合體。結(jié)構(gòu)面（StructuralPlane）指地質(zhì)歷史發(fā)展過程中，在巖體內(nèi)形成的具有一定的延伸方向和長度，厚度相對較小的地質(zhì)界面或帶。巖塊（Rockblock或Rock）指不含顯著結(jié)構(gòu)面的巖石塊體，是構(gòu)成巖體的最小巖石單元體。巖體（Rockmass）是指地質(zhì)歷史過程中形成的，由巖塊和結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)組成的，具有一定的結(jié)構(gòu)并賦存于一定的天然應(yīng)力狀態(tài)和地下水等地質(zhì)環(huán)境中的地質(zhì)體。§2.1幾個基本概念3一、巖塊的物質(zhì)組成§2.2巖塊的物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)特征巖塊的力學(xué)性質(zhì)主要取決于組成巖石的礦物成分及其相對含量粘土礦物硅酸鹽類礦物碳酸鹽類礦物氧化物類礦物組成巖石的礦物4二、巖塊的結(jié)構(gòu)特征巖塊的結(jié)構(gòu)：巖石內(nèi)礦物顆粒的大小、形狀、排列方式及微結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況與粒間連結(jié)方式等反映在巖塊構(gòu)成上的特征。結(jié)晶連結(jié)：礦物顆粒通過結(jié)晶相互嵌合在一起，它是通過共用原子或離子使不同晶粒緊密接觸。巖石的粒間連結(jié)分結(jié)晶連結(jié)與膠結(jié)連結(jié)膠結(jié)連結(jié)：礦物顆粒通過膠結(jié)物連結(jié)在一起。膠結(jié)連結(jié)的巖塊強(qiáng)度硅質(zhì)膠結(jié)>鐵質(zhì)、鈣質(zhì)>泥質(zhì)膠結(jié)5二、巖塊的結(jié)構(gòu)特征微結(jié)構(gòu)面削弱巖塊的強(qiáng)度，導(dǎo)致各向異性顆粒形狀強(qiáng)度：粒狀、柱狀>片狀>鱗狀顆粒大小強(qiáng)度：粗粒<細(xì)粒6三、巖塊的風(fēng)化

巖石====>礦物組成和結(jié)構(gòu)改變==>巖塊的物理力學(xué)性質(zhì)改變（強(qiáng)度降低、抗變形性能減弱、空隙率增大，滲透性加大）風(fēng)化衡量巖塊的風(fēng)化程度的指標(biāo)：定性指標(biāo)主要有：顏色、礦物蝕變程度、破碎程度及開挖錘擊技術(shù)特征等。定量指標(biāo)主要有風(fēng)化空隙率指標(biāo)和波速指標(biāo)等。7風(fēng)化空隙率指標(biāo)(Iw)：快速浸水后風(fēng)化巖塊吸入水的質(zhì)量與干燥巖塊質(zhì)量之比。波速指標(biāo)縱波波速（cp）波速比(kv)風(fēng)化系數(shù)8硬質(zhì)巖石按波速指標(biāo)的風(fēng)化分級表風(fēng)化程度vcp（m/s）kvkf全風(fēng)化500~10000.2~0.4-強(qiáng)風(fēng)化1000~20000.4~0.6<0.4中等風(fēng)化2000~40000.6~0.80.4~0.8微風(fēng)化4000~50000.8~0.90.8~0.9未風(fēng)化>50000.9~1.00.9~1.0《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2002）

9一、結(jié)構(gòu)面的成因類型(一)地質(zhì)成因類型原生結(jié)構(gòu)面構(gòu)造結(jié)構(gòu)面次生結(jié)構(gòu)面(二)力學(xué)成因類型張性結(jié)構(gòu)面剪性結(jié)構(gòu)面§2.3結(jié)構(gòu)面特征10巖體結(jié)構(gòu)面的類型及其特征成因類型地質(zhì)類型主

要

特

征工程地質(zhì)評價產(chǎn)

狀分

布性

質(zhì)原生結(jié)構(gòu)面沉積結(jié)構(gòu)面1層理層面2軟弱夾層3不整合面、假整合面4沉積間斷面一般與巖層產(chǎn)狀一致，為層間結(jié)構(gòu)面海相巖層中此類結(jié)構(gòu)面分布穩(wěn)定，陸相巖層中呈交錯狀，易尖滅層面、軟弱夾層等結(jié)構(gòu)面較為平整；不整合面及沉積間斷面多由碎屑泥質(zhì)物構(gòu)成，且不平整國內(nèi)外較大的壩基滑動及滑坡很多由此類結(jié)構(gòu)面所造成的，如奧斯汀、圣·弗朗西斯、馬爾帕塞壩的破壞，瓦依昂水庫附近的巨大滑坡巖漿巖結(jié)構(gòu)面1侵入體與圍巖接觸面2巖脈巖墻接觸面3原生冷凝節(jié)理巖脈受構(gòu)造結(jié)構(gòu)面控制，而原生節(jié)理受巖體接觸面控制接觸面延伸較遠(yuǎn)，比較穩(wěn)定，而原生節(jié)理往往短小密集與圍巖接觸面可具熔合及破碎兩種不同的特征，原生節(jié)理一般為張裂面，較粗糙不平一般不造成大規(guī)模的巖體破壞，但有時與構(gòu)造斷裂配合，也可形成巖體的滑移，如有的壩肩局部滑移變質(zhì)結(jié)構(gòu)面1片理2片巖軟弱夾層產(chǎn)狀與巖層或構(gòu)造方向一致片理短小，分布極密，片巖軟弱夾層延展較遠(yuǎn)，具固定層次結(jié)構(gòu)面光滑平直，片理在巖層深部往往閉合成隱蔽結(jié)構(gòu)面，片巖軟弱夾層具片狀礦物，呈鱗片狀在變質(zhì)較淺的沉積巖，如千枚巖等路塹邊坡常見塌方。片巖夾層有時對工程及地下洞體穩(wěn)定也有影響構(gòu)造結(jié)構(gòu)面1節(jié)理（X型節(jié)理、張節(jié)理）2斷層（沖斷層、捩斷層、橫斷層）3層間錯動4羽狀裂隙、劈理產(chǎn)狀與構(gòu)造線呈一定關(guān)系，層間錯動與巖層一致張性斷裂較短小，剪切斷裂延展較遠(yuǎn)，壓性斷裂規(guī)模巨大，但有時為橫斷層切割成不連續(xù)狀張性斷裂不平整，常具次生充填，呈鋸齒狀，剪切斷裂較平直，具羽狀裂隙，壓性斷層具多種構(gòu)造巖，成帶狀分布，往往含斷層泥、糜棱巖對巖體穩(wěn)定影響很大，在上述許多巖體破壞過程中，大都有構(gòu)造結(jié)構(gòu)面的配合作用。此外常造成邊坡及地下工程的塌方、冒頂次生結(jié)構(gòu)面

1卸荷裂隙2風(fēng)化裂隙3風(fēng)化夾層4泥化夾層5次生夾泥層

受地形及原結(jié)構(gòu)面控制分布上往往呈不連續(xù)狀，透鏡狀，延展性差，且主要在地表風(fēng)化帶內(nèi)發(fā)育一般為泥質(zhì)物充填，水理性質(zhì)很差在天然及人工邊坡上造成危害，有時對壩基、壩肩及淺埋隧洞等工程亦有影響，但一般在施工中予以清基處理

11(一)地質(zhì)成因類型1.原生結(jié)構(gòu)面巖體在成巖過程中形成的結(jié)構(gòu)面。沉積結(jié)構(gòu)面是沉積巖在沉積和成巖過程中形成的，有層理面、軟弱夾層、沉積間斷面和不整合面等。巖漿結(jié)構(gòu)面是巖漿侵入及冷凝過程中形成的結(jié)構(gòu)面，包括巖漿巖體與圍巖的接觸面、各期巖漿巖之間的接觸面和原生冷凝節(jié)理等。變質(zhì)結(jié)構(gòu)面在變質(zhì)過程中形成，分為殘留結(jié)構(gòu)面和重結(jié)晶結(jié)構(gòu)面。2.構(gòu)造結(jié)構(gòu)面是巖體形成后在構(gòu)造應(yīng)力作用下形成的各種破裂面，包括斷層、節(jié)理、劈理和層間錯動面等。3.次生結(jié)構(gòu)面是巖體形成后在外營力作用下產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)面，包括卸荷裂隙、風(fēng)化裂隙、次生夾泥層和泥化夾層等。12(二)力學(xué)成因類型1、張性結(jié)構(gòu)面是由拉應(yīng)力形成的，如羽毛狀張裂面、縱張及橫張破裂面、巖漿巖中的冷凝節(jié)理等特點(diǎn)：張開度大、連續(xù)性差、形態(tài)不規(guī)則、面粗糙，起伏度大及破碎帶較寬,易被充填,常含水豐富，導(dǎo)水性強(qiáng)2、剪性結(jié)構(gòu)面是剪應(yīng)力形成的，破裂面兩側(cè)巖體產(chǎn)生相對滑移，如逆斷層、平移斷層以及多數(shù)正斷層等。特點(diǎn)：連續(xù)性好，面較平直，延伸較長并有擦痕鏡面等。13二、結(jié)構(gòu)面的規(guī)模Ⅰ級指大斷層或區(qū)域性斷層。控制工程建設(shè)地區(qū)的地殼穩(wěn)定性，直接影響工程巖體穩(wěn)定性；Ⅱ級指延伸長而寬度不大的區(qū)域性地質(zhì)界面。Ⅲ級指長度數(shù)十米至數(shù)百米的斷層、區(qū)域性節(jié)理、延伸較好的層面及層間錯動等。Ⅱ、Ⅲ級結(jié)構(gòu)面控制著工程巖體力學(xué)作用的邊界條件和破壞方式，它們的組合往往構(gòu)成可能滑移巖體的邊界面，直接威脅工程安全穩(wěn)定性14Ⅳ級指延伸較差的節(jié)理、層面、次生裂隙、小斷層及較發(fā)育的片理、劈理面等。是構(gòu)成巖塊的邊界面，破壞巖體的完整性，影響巖體的物理力學(xué)性質(zhì)及應(yīng)力分布狀態(tài)。Ⅳ級結(jié)構(gòu)面主要控制著巖體的結(jié)構(gòu)、完整性和物理力學(xué)性質(zhì)，數(shù)量多且具隨機(jī)性，其分布規(guī)律具統(tǒng)計規(guī)律，需用統(tǒng)計方法進(jìn)行研究。Ⅴ級又稱微結(jié)構(gòu)面。常包含在巖塊內(nèi)，主要影響巖塊的物理力學(xué)性質(zhì)，控制巖塊的力學(xué)性質(zhì)。二、結(jié)構(gòu)面的規(guī)模15走向、傾向、傾角結(jié)構(gòu)面與最大主應(yīng)力間的關(guān)系控制著巖體的破壞機(jī)理與強(qiáng)度。三、產(chǎn)狀據(jù)單結(jié)構(gòu)面理論，巖體中存在一組結(jié)構(gòu)面時，巖體的極限強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)面傾角間的關(guān)系為：16四連續(xù)性結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性反映結(jié)構(gòu)面的貫通程度。1、線連續(xù)性系數(shù)：指沿結(jié)構(gòu)面延伸方向，結(jié)構(gòu)面各段長度之和(Σa)與測線長度的比值。

K1變化在0～1之間，K1值愈大說明結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性愈好，當(dāng)K1＝1時，結(jié)構(gòu)面完全貫通。2、面連續(xù)性系數(shù)：指沿結(jié)構(gòu)面延伸方向，結(jié)構(gòu)面面積之和與總面積的比值。17結(jié)構(gòu)面連續(xù)性分級表描述跡長（m）很低連續(xù)性<1低連續(xù)性1~3中等連續(xù)性3~10高連續(xù)性10~20很高連續(xù)性>2018五密度結(jié)構(gòu)面的密度反映結(jié)構(gòu)面發(fā)育的密集程度。1、線密度(Kd)是指結(jié)構(gòu)面法線方向單位測線長度上交切結(jié)構(gòu)面的條數(shù)(條／m)。2、間距(d)則是指同一組結(jié)構(gòu)面法線方向上兩相鄰結(jié)構(gòu)面的平均距離。Kd與d互為倒數(shù)關(guān)系如果測線水平布置，且與結(jié)構(gòu)面法線的夾角為α，結(jié)構(gòu)面的傾角為β時:19結(jié)構(gòu)面間距分級表描述間距（mm）極密集的間距<20很密集的間距20~60密集的間距60~200中等的間距200~600寬的間距600~2000很寬的間距2000~6000極寬的間距>600020用線密度來估算巖體質(zhì)量指標(biāo)RQD(rockqualitydesignation)巖體質(zhì)量指標(biāo)RQD：長度大于10cm的巖心長度之和與鉆孔總進(jìn)尺的百分比。21六張開度結(jié)構(gòu)面的張開度是指結(jié)構(gòu)面兩壁面間的垂直距離。結(jié)構(gòu)面兩壁面一般不是緊密接觸，使結(jié)構(gòu)面實(shí)際接觸面積減少，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)面粘聚力降低和滲透性增大。如在層流條件下，平直而兩壁平行的單個結(jié)構(gòu)面的滲透系數(shù)(Kf)可表達(dá)為：22結(jié)構(gòu)面張開度分級表描述結(jié)構(gòu)面張開度（mm）分類很緊密緊密部分張開<0.10.1~0.250.25~0.5閉合結(jié)構(gòu)面張開中等寬的寬的0.5~2.52.5~10>10裂開結(jié)構(gòu)面很寬的極寬的似洞穴的10~100100~1000>1000張開結(jié)構(gòu)面23

Ⅳ級及部分Ⅲ級結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、跡長、間距及張開度等幾何特征參數(shù)，服從一定的隨機(jī)分布規(guī)律。242526七形態(tài)結(jié)構(gòu)面的形態(tài)可以用側(cè)壁的起伏形態(tài)及粗糙度來反映。結(jié)構(gòu)面?zhèn)缺诘钠鸱螒B(tài)分為：平直的、波狀的、鋸齒狀的、臺階狀的和不規(guī)則狀的。側(cè)壁的起伏程度可用起伏角(i)表示。27結(jié)構(gòu)面的粗糙度用粗糙度系JRC(jointroughnesscoefficient)表示。隨粗糙度的增大，結(jié)構(gòu)面的摩擦角也增大。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)粗糙度剖面將結(jié)構(gòu)面的粗糙度系數(shù)劃分為10級。28八充填膠結(jié)特征結(jié)構(gòu)面膠結(jié)后力學(xué)性質(zhì)有所增強(qiáng)，F(xiàn)e質(zhì)膠結(jié)的強(qiáng)度最高，泥質(zhì)與易溶鹽類膠結(jié)的結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度最低，且抗水性差。未膠結(jié)的結(jié)構(gòu)面，力學(xué)性質(zhì)取決于其充填情況，可分為：薄膜充填、斷續(xù)充填、連續(xù)充填及厚層充填4類1

薄膜充填是結(jié)構(gòu)面兩壁附著一層極薄的礦物膜，厚度多小于1mm，多明顯降低結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度。2

斷續(xù)充填結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)與充填物性質(zhì)、壁巖性質(zhì)及結(jié)構(gòu)面的形態(tài)有關(guān)。3

連續(xù)充填結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)主要取決于充填物性質(zhì)。4

厚層充填結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)很差，主要取決于充填物性質(zhì)，巖體往往易于沿這種結(jié)構(gòu)面滑移而失穩(wěn)。29九軟弱結(jié)構(gòu)面軟弱結(jié)構(gòu)面是巖體中具有一定厚度的軟弱帶(層)，與兩盤巖體相比具有高壓縮和低強(qiáng)度等特征，在產(chǎn)狀上多屬緩傾角結(jié)構(gòu)面。主要包括原生軟弱夾層、構(gòu)造及擠壓破碎帶、泥化夾層及其他夾泥層等。特性：

1、由原巖的超固結(jié)膠結(jié)式結(jié)構(gòu)變成了泥質(zhì)散狀結(jié)構(gòu)或泥質(zhì)定向結(jié)構(gòu)2、粘粒含量很高3、含水量接近或超過塑限4、密度比原巖小

5、常具有一定的脹縮性6、力學(xué)性質(zhì)比原巖差

7、強(qiáng)度低

8、壓縮性高9、易產(chǎn)生滲透變形30十、結(jié)構(gòu)面的組合關(guān)系結(jié)構(gòu)面的組合關(guān)系控制著可能滑移巖體的幾何邊界條件、形態(tài)、規(guī)模、滑動方向及滑移破壞類型，它是工程巖體穩(wěn)定性預(yù)測與評價的基礎(chǔ)。任何堅(jiān)硬巖體的塊體滑移破壞，都必須具備一定的幾何邊界條件。因此，在研究巖體穩(wěn)定性時，必須研究結(jié)構(gòu)面之間及其與臨空面之間的組合關(guān)系，確定可能失穩(wěn)塊體的形態(tài)、規(guī)模和可能滑移方向等。結(jié)構(gòu)面組合關(guān)系的分析可用赤平投影、立體投影和三角幾何計算法等進(jìn)行。31323334§2.4巖體的結(jié)構(gòu)特征一、巖體的組成巖體是由結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)及其所圍限的巖塊

(結(jié)構(gòu)體)所組成。具有一定的結(jié)構(gòu)是巖體的顯著特征之一。巖體中存在著復(fù)雜的天然應(yīng)力狀態(tài)和地下水，這是巖體與其他材料的根本區(qū)別之一。35二、巖體的結(jié)構(gòu)巖體結(jié)構(gòu)(rockmassstructure)指巖體中結(jié)構(gòu)面與結(jié)構(gòu)體的排列組合關(guān)系。1結(jié)構(gòu)體特征結(jié)構(gòu)體(structuralelement)指巖體中被結(jié)構(gòu)面切割圍限的巖石塊體。它不同于巖塊的概念。結(jié)構(gòu)體的規(guī)模取決于結(jié)構(gòu)面的密度，密度愈小，結(jié)構(gòu)體的規(guī)模愈大,與結(jié)構(gòu)面對應(yīng),劃分為五級。常用塊度模數(shù)（單位體積內(nèi)的Ⅳ級結(jié)構(gòu)體數(shù))或結(jié)構(gòu)體體積來表示結(jié)構(gòu)體規(guī)模。36結(jié)構(gòu)體的形狀示意圖結(jié)構(gòu)體常見的形狀:柱狀、板狀、楔形、菱形形狀不同，穩(wěn)定性不同。372巖體的結(jié)構(gòu)類型巖體結(jié)構(gòu)類型巖體地質(zhì)類型主要結(jié)構(gòu)形狀結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況巖土工程特征可能發(fā)生的巖土工程問題整體狀結(jié)構(gòu)均質(zhì)，巨塊狀巖漿巖、變質(zhì)巖，巨厚層沉積巖、正變質(zhì)巖巨塊狀以原生構(gòu)造節(jié)理為主，多呈閉合型，裂隙結(jié)構(gòu)面間距大于15m，一般不超過1～2組，無危險結(jié)構(gòu)面組成的落石掉塊整體性強(qiáng)度高，巖體穩(wěn)定，可視為均質(zhì)彈性各向同性體不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體的局部滑動或坍塌，深埋洞室的巖爆塊狀結(jié)構(gòu)厚層狀沉積巖、正變質(zhì)巖、塊狀巖漿巖、變質(zhì)巖塊狀、柱狀只具有少量貫穿性較好的節(jié)理裂隙，裂隙結(jié)構(gòu)面間距0.7～1.5m。一般為2～3組，有少量分離體整體強(qiáng)度較高，結(jié)構(gòu)面互相牽制，巖體基本穩(wěn)定，接近彈性各向同性體層狀結(jié)構(gòu)多韻律的薄層及中厚層狀沉積巖、副變質(zhì)巖層狀、板狀、透鏡體有層理、片理、節(jié)理，常有層間錯動面接近均一的各向異性體，其變形及強(qiáng)度特征受層面及巖層組合控制，可視為彈塑性體，穩(wěn)定性較差不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體可能產(chǎn)生滑塌，特別是巖層的彎張破壞及軟弱巖層的塑性變形碎裂狀結(jié)構(gòu)構(gòu)造影響嚴(yán)重的破碎巖層塊狀斷層、斷層破碎帶、片理、層理及層間結(jié)構(gòu)面較發(fā)育，裂隙結(jié)構(gòu)面間距0.25~0.5m，一般在3組以上，由許多分離體形成完整性破壞較大，整體強(qiáng)度很低，并受斷裂等軟弱結(jié)構(gòu)面控制，多呈彈塑性介質(zhì)，穩(wěn)定性很差易引起規(guī)模較大的巖體失穩(wěn)，地下水加劇巖體失穩(wěn)散體狀結(jié)構(gòu)構(gòu)造影響劇烈的斷層破碎帶，強(qiáng)風(fēng)化帶，全風(fēng)化帶碎屑狀顆粒狀斷層破碎帶交叉，構(gòu)造及風(fēng)化裂隙密集，結(jié)構(gòu)面及組合錯綜復(fù)雜，并多充填粘性土，形成許多大小不一的分離巖塊完整性遭到極大破壞，穩(wěn)定性極差，巖體屬性接近松散體介質(zhì)易引起規(guī)模較大的巖體失穩(wěn)，地下水加劇巖體失穩(wěn)38三、巖體成因與巖體特征1巖漿巖體無層理，產(chǎn)狀復(fù)雜。根據(jù)巖漿活動方式，巖漿巖可分為深成巖、淺成巖和噴出巖三類。2沉積巖體具有層理構(gòu)造，巖體呈層狀結(jié)構(gòu)。沉積巖包括他生沉積巖和自生沉積巖兩大類。3變質(zhì)巖體多數(shù)巖石變質(zhì)后都經(jīng)歷了不同程度的重結(jié)晶作用，結(jié)構(gòu)較致密，抗水性增強(qiáng)，孔隙率較低，透水性弱，抗變形性能好，強(qiáng)度高。因此與沉積巖相比，變質(zhì)巖的性質(zhì)一般要好些。39方法：通過巖體的一些簡單和容易實(shí)測的指標(biāo)，把工程地質(zhì)條件和巖體力學(xué)性質(zhì)參數(shù)聯(lián)系起來，并借鑒已建工程設(shè)計、施工和處理等方面成功與失敗的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對巖體進(jìn)行歸類的一種工作方法。目的：通過分類，概括地反映各類工程巖體的質(zhì)量好壞，預(yù)測可能出現(xiàn)的巖體力學(xué)問題。為工程設(shè)計、支護(hù)襯砌、建筑物選型和施工方法選擇等提供參數(shù)和依據(jù)?！?.5巖體的工程分類40一、巖塊的工程分類

1、Deere&Miller雙指標(biāo)分類分類指標(biāo)：巖塊抗壓強(qiáng)度（c）、模量比（Et/c）類別巖塊分類σc(MPa)巖石類型舉例A極高強(qiáng)度＞200石英巖、輝長巖、玄武巖B高強(qiáng)度100~200大理巖、花崗巖、片麻巖C中等強(qiáng)度50~100砂巖、板巖D低強(qiáng)度25~50煤、粉砂巖、片巖E極低強(qiáng)度1~25白堊、鹽巖類別Et/σc分類Et/σcH高模量比＞500M中等模量比200~500L低模量比＜200412國標(biāo)《巖土工程勘察規(guī)范》分類分類指標(biāo)：新鮮巖塊的飽和單軸抗壓強(qiáng)度（cw）類別亞類飽和單軸抗壓強(qiáng)度(MPa)代表性巖石硬質(zhì)巖石極硬巖石＞60花崗巖、花崗片麻巖、閃長巖、玄武巖、石灰?guī)r、石英砂巖、石英巖、大理巖、硅質(zhì)礫巖等次硬巖石30~60軟質(zhì)巖石次軟巖石5~30粘土巖、頁巖、千枚巖、綠泥石片巖、云母片巖等極軟巖石＜542二、巖體的工程分類1巖體質(zhì)量分級2洞室圍巖分類3巖體地質(zhì)力學(xué)分類（RMR分類）4巴頓巖體質(zhì)量分類（Q分類）431、巖體質(zhì)量分級（《工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)》GB50218-94）

分級指標(biāo)：巖體基本質(zhì)量指標(biāo)BQ

BQ=90+3σcw+250Kv

當(dāng)σcw＞90Kv＋30時，令σcw＝90Kv＋30當(dāng)Kv＞0.04σcw＋0.4時，令Kv＝0.04σcw＋0.4Jv與Kv對照表Jv(條/m3)＜33~1010~2020~35＞35Kv＞0.750.75~0.550.55~0.350.35~0.15＜0.1544分級方法：（1）按巖體基本質(zhì)量指標(biāo)BQ進(jìn)行初步分級（2）根據(jù)天然應(yīng)力、地下水和結(jié)構(gòu)面方位等對BQ進(jìn)行修正（3）按修正后的［BQ］進(jìn)行詳細(xì)分級基本質(zhì)量級別巖體質(zhì)量的定性特征巖體基本質(zhì)量指標(biāo)(BQ)Ⅰ堅(jiān)硬巖，巖體完整＞550Ⅱ堅(jiān)硬巖，巖體較完整；較堅(jiān)硬巖，巖體完整550~451Ⅲ堅(jiān)硬巖，巖體較破碎；較堅(jiān)硬巖或軟、硬巖互層，巖體較完整；較軟巖，巖體完整450~351Ⅳ堅(jiān)硬巖，巖體破碎；較堅(jiān)硬巖，巖體較破碎—破碎；較軟巖或軟硬巖互層，且以軟巖為主，巖體較完整—較破碎；軟巖，巖體完整—較完整350~251Ⅴ較軟巖，巖體破碎；軟巖，巖體較破碎—破碎；全部極軟巖及全部極破碎巖＜25045巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度σcw(MPa)＞6060~3030~1515~5＜5堅(jiān)硬程度堅(jiān)硬巖較堅(jiān)硬巖較軟巖軟巖極軟巖巖石堅(jiān)硬程度劃分表

巖體完整程度劃分表

巖體完整性系數(shù)Kv＞0.750.75~0.550.55~0.350.35~0.15＜0.15完整程度完整較完整較破碎破碎極破碎46各級巖體物理力學(xué)參數(shù)及圍巖自穩(wěn)能力表

級別密度ρ(g/cm3)抗剪強(qiáng)度變形模量E(GPa)泊松比μ圍巖自穩(wěn)能力φ(°)C(MPa)Ⅰ＞2.65＞60＞2.1＞330.2跨度≤20m，可長期穩(wěn)定，偶有掉塊，無塌方Ⅱ＞2.6560~502.1~1.533~200.2~0.25跨度10~20m，可基本穩(wěn)定，局部可掉塊或小塌方;跨度＜10m，可長期穩(wěn)定，偶有掉塊Ⅲ2.65~2.4550~391.5~0.720~60.25~0.3跨度10~20m，可穩(wěn)定數(shù)日~1月，可發(fā)生小至中塌方；跨度5~10m，可穩(wěn)定數(shù)月，可發(fā)生局部塊體移動及小至中塌方；跨度＜5m，可基本穩(wěn)定Ⅳ2.45~2.2539~270.7~0.26~1.30.3~0.35跨度＞5m，一般無自穩(wěn)能力，數(shù)日至數(shù)月內(nèi)可發(fā)生松動、小塌方，進(jìn)而發(fā)展為中至大塌方。埋深小時，以拱部松動為主，埋深大時，有明顯塑性流動和擠壓破壞；跨度≤5m，可穩(wěn)定數(shù)日至1月Ⅴ＜2.25＜27＜0.2＜1.3＞0.35無自穩(wěn)能力47當(dāng)?shù)叵露词覈鷰r處于高天然應(yīng)力區(qū)或圍巖中有不利于巖體穩(wěn)定的軟弱結(jié)構(gòu)面和地下水時，巖體BQ值應(yīng)進(jìn)行修正，修正值［BQ］按下式計算：［BQ］＝BQ－100(K1＋K2＋K3)

K1-地下水影響修正系數(shù)；K2-主要軟弱面產(chǎn)狀影響修正系數(shù)；K3-天然應(yīng)力影響修正系數(shù)。根據(jù)修正值的［BQ］進(jìn)行重新分級。確定各級巖體的物理力學(xué)參數(shù)和圍巖自穩(wěn)能力。48K1BQ＞450450~350350~250＜25地下水狀態(tài)潮濕或點(diǎn)滴狀出水00.10.2~0.30.4~0.6淋雨?duì)罨蛴苛鳡畛鏊畨骸?.1MPa或單位水量＜10L／min0.10.2~0.30.4~0.60.7~0.9淋雨?duì)罨蛴苛鳡畛鏊?，水壓?.1MPa或單位水量＞10L／min0.20.4~0.60.7~0.91.0地下水影響修正系數(shù)(K1)表

49結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及其與洞軸線的組合關(guān)系結(jié)構(gòu)面走向與洞軸線夾角α＜30°，傾角β＝30°~75°結(jié)構(gòu)面走向與洞軸線夾角α＞60°，傾角β＞75°其他組合K20.4~0.50~0.20.2~0.4主要軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正系數(shù)(K2)表

K3BQ

＞550550~450450~350350~250＜250天然應(yīng)力狀態(tài)極高應(yīng)力區(qū)1.01.01.0~1.51.0~1.51.0高應(yīng)力區(qū)0.50.50.50.5~1.00.5~1.0天然應(yīng)力影響修正系數(shù)(K3)表

502、洞室圍巖分類

（《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》）分類指標(biāo)：巖體結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)面發(fā)育特征、巖石強(qiáng)度及巖體聲學(xué)性質(zhì)、優(yōu)點(diǎn)：給出了毛洞自穩(wěn)性的工程地質(zhì)評價，給出了各類圍巖的噴錨支護(hù)設(shè)計參數(shù)及圍巖物理力學(xué)性質(zhì)的計算指標(biāo)。51圍巖類別主要工程地質(zhì)特點(diǎn)毛洞穩(wěn)定情況巖體結(jié)構(gòu)構(gòu)造影響程度，結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況和組合狀態(tài)巖石強(qiáng)度指標(biāo)巖體聲波指標(biāo)巖體強(qiáng)度應(yīng)力比Sm單軸飽和抗壓強(qiáng)度σcw(MPa)點(diǎn)荷載強(qiáng)度(MPa)

巖體縱波度vmp(km／s)巖體完整性系數(shù)Kv

Ⅰ整體狀及層間結(jié)合良好的厚層狀結(jié)構(gòu)構(gòu)造影響輕微，偶有小斷層。結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，僅有兩到三組，平均間距大于0.8m，以原生和構(gòu)造節(jié)理為主，多數(shù)閉合，無泥質(zhì)充填，不貫通。層間結(jié)合良好，一般不出現(xiàn)不穩(wěn)定塊體＞60＞2.5＞5

＞0.75

毛洞跨度5~10m時，長期穩(wěn)定，一般無碎塊掉落

GBJ86-2002圍巖分類

523巖體地質(zhì)力學(xué)分類(RMR分類)分類指標(biāo)：巖塊強(qiáng)度、RQD值、節(jié)理間距、節(jié)理?xiàng)l件及地下水分類方法：（1）根據(jù)各類指標(biāo)的數(shù)值，按表2-20A的標(biāo)準(zhǔn)評分，求和得總分RMR值。（2）按表2-20B和表2-21的規(guī)定對總分作適當(dāng)?shù)男拚?。?）用修正后的總分對照表2-20C求得巖體的類別及相應(yīng)的無支護(hù)地下洞室的自穩(wěn)時間和巖體強(qiáng)度指標(biāo)(c，φ)值。53（1）根據(jù)各類指標(biāo)的數(shù)值，按右表的標(biāo)準(zhǔn)評分，求和得總分RMR值。

分類參數(shù)數(shù)

值

范

圍1完整巖石強(qiáng)度(MPa)點(diǎn)荷載強(qiáng)度指標(biāo)＞104~102~41~2對強(qiáng)度較低的巖石宜用單軸抗壓強(qiáng)度單軸抗壓強(qiáng)度＞250100~25050~10025~505~251~5＜1評

分

值1512742102巖心質(zhì)量指標(biāo)RQD(％)90~10075~9050~7525~50＜25評

分

值201510833節(jié)理間距(cm)＞20060~20020~606~20＜6評

分

值201510854節(jié)理?xiàng)l件節(jié)理面很粗糙，節(jié)理不連續(xù)，節(jié)理寬度為零，節(jié)理面巖石堅(jiān)硬節(jié)理面稍粗糙，寬度＜1mm，節(jié)理面巖石堅(jiān)硬節(jié)理面稍粗糙，寬度＜1mm，節(jié)理面巖石軟弱