井巷工程課件-巖石的性質(zhì)及其工程分級

井巷工程中巖石性質(zhì)及工程分級本課件深入探討井巷工程中巖石的性質(zhì)及其工程分級。我們將系統(tǒng)分析巖石特性，了解其對工程設(shè)計和施工的影響。巖石性質(zhì)概述物理性質(zhì)包括密度、孔隙率和含水量等力學(xué)性質(zhì)如強度、變形性和穩(wěn)定性化學(xué)性質(zhì)涉及礦物成分和化學(xué)反應(yīng)性工程特性對施工和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響巖石成因及分類1火成巖由巖漿冷卻形成2沉積巖由沉積物壓實膠結(jié)而成3變質(zhì)巖由其他巖石在高溫高壓下變化而成巖石礦物組成及結(jié)構(gòu)特征礦物組成石英、長石、云母等常見礦物。不同礦物比例決定巖石類型。結(jié)構(gòu)特征晶體大小、形狀和排列方式。影響巖石物理性質(zhì)和強度。巖石物理性質(zhì)密度單位體積的質(zhì)量，影響巖石重量和壓力孔隙率孔隙體積占總體積的比例，影響滲透性含水量巖石中水分含量，影響強度和穩(wěn)定性巖石物理性質(zhì)指標及測試方法指標測試方法密度浮力法孔隙率飽和法含水量烘干法巖石強度性質(zhì)抗壓強度巖石承受壓力的能力，影響支護設(shè)計抗拉強度巖石抵抗拉伸力的能力，影響開挖穩(wěn)定性剪切強度巖石抵抗剪切力的能力，影響邊坡穩(wěn)定性巖石強度指標及測試方法單軸抗壓強度試驗測定巖石抗壓強度的標準方法巴西劈裂試驗間接測定巖石抗拉強度的方法三軸壓縮試驗測定巖石在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的強度特性巖體結(jié)構(gòu)特征及其分級1完整巖體無明顯裂隙，整體性好2塊狀巖體有少量裂隙，整體性較好3層狀巖體有明顯層理，整體性一般4碎裂巖體裂隙發(fā)育，整體性差巖體完整性及其評價5完整巖體RQD值大于90%，極少裂隙4較完整巖體RQD值75-90%，少量裂隙3較破碎巖體RQD值50-75%，中等裂隙2破碎巖體RQD值25-50%，裂隙發(fā)育巖體風(fēng)化特征及分級1新鮮巖體無風(fēng)化跡象2微風(fēng)化巖體輕微褪色，強度略降3中等風(fēng)化巖體明顯褪色，強度降低4強風(fēng)化巖體大部分礦物風(fēng)化，強度顯著降低5完全風(fēng)化巖體全部風(fēng)化，接近土狀飽和巖石性質(zhì)指標及其測試飽和度測試測定巖石孔隙被水填充的程度，影響強度和穩(wěn)定性飽和抗壓強度測定飽和狀態(tài)下巖石的抗壓能力，通常低于干燥狀態(tài)巖石工程分類體系1RMR分類巖體質(zhì)量分級系統(tǒng)，考慮多項參數(shù)2Q系統(tǒng)隧道質(zhì)量指數(shù)，適用于隧道工程3GSI系統(tǒng)地質(zhì)強度指數(shù)，評估巖體強度4RQD系統(tǒng)巖體質(zhì)量指標，基于鉆芯完整性巖石工程分類標準分類系統(tǒng)評分范圍巖體質(zhì)量RMR0-100很差-極好Q系統(tǒng)0.001-1000極差-極好GSI0-100很差-很好各類巖體的工程特性堅硬巖體高強度，穩(wěn)定性好，開挖困難軟弱巖體低強度，易變形，需加強支護破碎巖體整體性差，易塌落，需特殊處理易風(fēng)化巖層的特點強度降低隨風(fēng)化程度加深，巖石強度顯著降低滲透性增加風(fēng)化過程中裂隙增多，導(dǎo)致滲透性增加體積變化風(fēng)化可能導(dǎo)致巖石體積膨脹或收縮穩(wěn)定性差易風(fēng)化巖層在工程中容易產(chǎn)生不穩(wěn)定問題堅硬完整巖體的特點高強度抗壓、抗拉強度高低變形性在應(yīng)力作用下變形小良好穩(wěn)定性自立能力強，支護要求低高完整性裂隙少，整體性好破碎風(fēng)化巖體的特點結(jié)構(gòu)松散裂隙發(fā)育，巖塊間連接差強度低整體強度顯著降低，易變形滲透性高裂隙發(fā)達，水力特性復(fù)雜松散土質(zhì)巖體的特點低承載力承載能力差，易產(chǎn)生沉降高孔隙率含水量大，易受水影響易塌陷自穩(wěn)能力差，需及時支護膨脹性巖體的特點1吸水膨脹遇水后體積顯著增大2強度降低膨脹后強度和剛度降低3壓力增加膨脹可產(chǎn)生巨大膨脹壓力4工程難度大施工和維護難度增加崩理性巖體的特點層理發(fā)育巖層呈薄層狀，易分離各向異性不同方向性質(zhì)差異大穩(wěn)定性差易產(chǎn)生板狀剝落支護困難需采取特殊支護措施巖石概征在工程中的應(yīng)用1工程設(shè)計基于巖石性質(zhì)優(yōu)化設(shè)計方案2施工方法選擇合適的開挖和支護方法3安全評估預(yù)測和防范地質(zhì)災(zāi)害4工程造價估算施工難度和成本地質(zhì)勘察在工程設(shè)計中的作用確定地質(zhì)條件了解工程區(qū)巖土性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造評估工程風(fēng)險識別潛在地質(zhì)災(zāi)害和施工難點優(yōu)化設(shè)計方案根據(jù)地質(zhì)條件調(diào)整工程設(shè)計指導(dǎo)施工為施工方法選擇提供依據(jù)現(xiàn)場巖石性質(zhì)檢測的意義驗證設(shè)計參數(shù)確保設(shè)計參數(shù)與實際情況相符指導(dǎo)施工根據(jù)實測數(shù)據(jù)調(diào)整施工方案評估穩(wěn)定性監(jiān)測巖體變形和穩(wěn)定性變化優(yōu)化支護根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)調(diào)整支護措施巖石性質(zhì)測試結(jié)果的分析1數(shù)據(jù)收集收集各項巖石性質(zhì)測試數(shù)據(jù)2統(tǒng)計分析進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理和分析3結(jié)果解釋解釋數(shù)據(jù)反映的巖石工程特性4工程應(yīng)用將分析結(jié)果應(yīng)用于工程實踐巖石性質(zhì)參數(shù)的選用設(shè)計參數(shù)選用偏保守值，確保工程安全施工參數(shù)選用平均值，反映實際工況監(jiān)測參數(shù)選用敏感值，及時發(fā)現(xiàn)異常工程實踐中巖石問題的解決開挖技術(shù)根據(jù)巖石硬度選擇合適的開挖方法支護措施針對不同巖體特性設(shè)計支護系統(tǒng)防水處理解決巖體滲水問題，確保工程干燥結(jié)構(gòu)性巖體問題的解決巖體加固使用錨桿、錨索加強巖體整體性灌漿處理填充裂隙，提高巖體強度預(yù)應(yīng)力支護主動施加壓力，控制巖體變形柔性支護適應(yīng)巖體變形，避免應(yīng)力集中均質(zhì)性巖體問題的解決應(yīng)力分析準確計算巖體受力狀態(tài)合理開挖控制開挖序列和步驟支護優(yōu)化設(shè)計均衡的支護系統(tǒng)監(jiān)測反饋及時調(diào)整施工參數(shù)風(fēng)化巖體問題的解決表面處理清除松散風(fēng)化層，暴露新鮮巖面加固注漿注入固化材料，提高巖體強度防風(fēng)化措施采用封閉劑防止進一步風(fēng)化排水設(shè)計有效排水，減少水對巖體的影響地質(zhì)災(zāi)害巖體問題的解決1危險評估全面評估地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險2監(jiān)測預(yù)警建立實時監(jiān)測和預(yù)