工程巖土-智能建造技術(shù)專10課件講解

主講人：方麗莉工程巖土智能建造技術(shù)專業(yè)資源庫知識點巖體的工程分類工程的巖體分類概述1常用的分類方法2工程應(yīng)用3課程目標思政目標認真細致的工作態(tài)度了解巖體分類的方法知識目標能夠按巖體進行正確的分類能力目標引入工程巖體的分類鏈子崖危巖體T1-T4縫區(qū)剖面圖鏈子崖危巖體——裂隙鏈子崖危巖體——鏈條引入工程巖體的分類礦物→巖石→巖體巖石與巖體的區(qū)別：巖石：礦物的集合體，無顯著軟弱結(jié)構(gòu)面。巖體：巖石的地質(zhì)綜合體，被各種地質(zhì)界面分割成大小不等、形狀各異的許多塊體。其工程性質(zhì)嚴格受其結(jié)構(gòu)面的控制。巖體，才是工程上遇到的巖層地質(zhì)體。一、概述1.分類的目的工程巖體的分類評價工程巖體的穩(wěn)定性

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)的巖體力學問題。為工程設(shè)計、支護襯砌、建筑物選型和施工方法選擇等提供參數(shù)和依據(jù)。為巖石工程建設(shè)的勘察、設(shè)計、施工和編制定額提供必要的基本依據(jù)。便于施工方法的總結(jié)、交流、推廣。便于行業(yè)內(nèi)技術(shù)改革和管理。一、概述2.分級的類型工程巖體的分類

根據(jù)用途的不同，巖體工程分級有通用的分級和專用的分級兩種。（1）通用分類：原則的、大致的分類，未針對專門的工程領(lǐng)域，供各學科領(lǐng)域各部門安全使用的分類。（2）專用分類：專為某項工程目的服務(wù)的分類，考慮因素少一些，深入、細致。

如錨桿支護的圍巖分級；地鐵巖層分級；壩基巖體分級以及工程地質(zhì)的巖石分級等等。一、概述3.分級原則工程巖體的分類確定分類的目的和適用對象

分類應(yīng)該是定量，便于技術(shù)計算和制定定額

分類的級數(shù)應(yīng)適合，一般分為五級

分類方法和步驟應(yīng)簡單明了，便于記憶和應(yīng)用

分類因素要獨立，有明確的物理意義工程巖體的分類巖石強度和質(zhì)量強度(軟、硬)變形性(結(jié)構(gòu)上的致密、疏松)巖體的完整性結(jié)構(gòu)面條件（產(chǎn)狀、粗糙度、充填情況）巖體及結(jié)構(gòu)面的風化程度水的影響（用室內(nèi)單軸抗壓強度/點荷載強度指數(shù)來反映）（用結(jié)構(gòu)面特征的統(tǒng)計結(jié)果或巖體彈性波來反映）巖石的物理力學性質(zhì)惡化，強度削弱沿裂隙形成滲流影響巖體的穩(wěn)定性（軟化、降低穩(wěn)定性）一、概述4.影響巖體工程性質(zhì)的主要因素地應(yīng)力（綜合因素來反映）巖體的工程分類二、幾種代表性的分類方法1.按巖塊的單軸抗壓強度（Rc）分類按《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)，巖塊按抗壓強度分為五級巖石單軸飽和抗壓強度Rc(MPa)Rc>6060≥Rc＞3030≥Rc＞1515≥Rc＞5Rc≤5堅硬程度堅硬巖較堅硬巖較軟巖軟巖極軟巖巖體的工程分類二、幾種代表性的分類方法2.按巖石質(zhì)量指標（RQD）分類

蒂爾（Deer,1968)提出根據(jù)鉆探時巖芯完好程度來判斷巖體的質(zhì)量，對巖體分類。li—所取巖芯中＞10cm長度的巖芯段的長度；L—鉆進巖芯的總進尺m。巖體的工程分類二、幾種代表性的分類方法2.按巖石質(zhì)量指標（RQD）分類5級分級，極好的～極差的

巖體的工程分類二、幾種代表性的分類方法3.按巖體的基本質(zhì)量分類

根據(jù)我國《工程巖體分級標準》（GB/T50218-2014

），巖體基本質(zhì)量級別應(yīng)根據(jù)巖體基本質(zhì)量的定性特征和巖體基本質(zhì)量指標(BQ)兩者相結(jié)合確定。分兩步計算：（一）巖體基本質(zhì)量分級——計算BQ，初步分級；（二）巖體穩(wěn)定性分級——考慮影響因素，修正

BQ，再按照[BQ]進行詳細分級。巖體的工程分類二、幾種代表性的分類方法3.按巖體的基本質(zhì)量分類（1）定性的確定巖體的基本質(zhì)量巖體的工程分類二、幾種代表性的分類方法采用巖石飽和單軸抗壓強度RC劃分巖石堅硬程度Rc采用實測值；當無條件取得實測值時，也可采用實測的巖石點荷載強度指數(shù)(Is(50))的換算值，并按下式換算：3.按巖體的基本質(zhì)量分類（2）定量的確定巖體的基本質(zhì)量巖體的工程分類二、幾種代表性的分類方法采用完整性系數(shù)Kv劃分巖體完整程度式中：Vpm、Vpr—巖體、巖石彈性縱波速度（m/s)。3.按巖體的基本質(zhì)量分類（2）定量的確定巖體的基本質(zhì)量當現(xiàn)場缺乏彈性波測試條件時，可選擇有代表性露頭或開完，對不同的工程地質(zhì)巖組進行節(jié)理裂隙統(tǒng)計，根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果計算巖體體積節(jié)理數(shù)Ｊv（條／ｍ3）。巖體的工程分類二、幾種代表性的分類方法Jv(條/m3)＜33~1010~2020~35＞35Kv＞0.750.75~0.550.55~0.350.35~0.15＜0.153.按巖體的基本質(zhì)量分類（2）定量的確定巖體的基本質(zhì)量Jv與Kv對照表Kv與定性劃分的巖體完整程度的對應(yīng)關(guān)系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巖體的工程分類（3）計算巖體基本質(zhì)量指標（BQ)式中：BQ——巖體基本質(zhì)量指標；Rc——巖石飽和單軸抗壓強度(Mpa);Kv——巖體完整性指數(shù)。注意：當Rc>90Kv+30時，應(yīng)以RC=90Kv+30代入上式計算BQ值；當Kv>0.04Rc+0.4時，應(yīng)以Kv=0.04RC+0.4代入上式計算BQ值。二、幾種代表性的分類方法3.按巖體的基本質(zhì)量分類巖體的工程分類二、幾種代表性的分類方法3.按巖體的基本質(zhì)量分類（4）按計算所得的BQ查表進行巖體基本質(zhì)量分級巖體的工程分類二、幾種代表性的分類方法3.按巖體的基本質(zhì)量分類（5）修正巖體基本質(zhì)量[BQ]式中：[BQ]—巖體基本質(zhì)量指標修正值；

BQ—巖體基本質(zhì)量指標；

K1—地下水影響修正系數(shù)；

K2—主要軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正系數(shù)；

K3—初始應(yīng)力狀態(tài)影響修正系數(shù)。

對工程巖體進行詳細定級時，應(yīng)在巖體基本質(zhì)量分級的基礎(chǔ)上，結(jié)合不同類型工程的特點，考慮地下水狀態(tài)、初始應(yīng)力狀態(tài)、工程軸線或走向線的方位與主要軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀的組合關(guān)系等必要的修正因素，確定類工程巖體的基本質(zhì)量指標修正值。對地下工程巖體詳細定級時：巖體的工程分類二、幾種代表性的分類方法3.按巖體的基本質(zhì)量分類（5）修正巖體基本質(zhì)量[BQ]巖體的工程分類三、工程巖體分級的應(yīng)用1.巖體物理力學參數(shù)的選用（1）巖體物理力學參數(shù)的選用巖體物理力學參數(shù)表巖體質(zhì)量級別重力密度(kN/m3)抗剪斷峰值強度變形模量E（MPa）泊松比內(nèi)摩擦角（°）粘聚力C（MPa）Ⅰ>26.5>60>2.1>33<0.2Ⅱ60~502.1~1.533~200.2~0.25Ⅲ26.5~24.550~391.5~0.720~60.25~0.3Ⅳ24.5~22.539~270.7~0.26~1.30.3~0.35Ⅴ<22.5<27<0.2<1.3>0.35巖體的工程分類三、工程巖體分級的應(yīng)用1.巖體物理力學參數(shù)的選用（1）巖體物理力學參數(shù)的選用巖體結(jié)構(gòu)面抗剪斷峰值強度序號兩側(cè)巖體的堅硬程度及結(jié)構(gòu)面的結(jié)合程度內(nèi)摩擦角（°）粘聚力C（MPa）1堅硬巖，結(jié)合好>37>0.222堅硬~較堅硬巖，結(jié)合一般；極軟巖，結(jié)合好37~290.22~0.123堅硬~軟堅硬巖，結(jié)合差；較軟巖~軟巖，結(jié)合一般29~190.12~0.084較堅硬巖~較軟巖，結(jié)合差~結(jié)合很差；軟巖，結(jié)合差；軟質(zhì)巖的泥化面19~130.08~0.055軟堅硬巖及全部軟質(zhì)巖，結(jié)合很差；軟質(zhì)巖泥化層本身<13<0.05巖體的工程分類三、工程巖體分級的應(yīng)用2.地下工程巖體自穩(wěn)能力的確定巖體級別自穩(wěn)能力Ⅰ跨度小于20m，可長期穩(wěn)定，偶有掉塊，無塌方Ⅱ跨方10~20m，可基本穩(wěn)定，局部可發(fā)生掉塊或小塌方；跨度小于10m，可長期穩(wěn)定，偶有掉塊Ⅲ跨度10~20m，可穩(wěn)定數(shù)日至一個月，可發(fā)生小至中塌方；跨度5~10m，可穩(wěn)定數(shù)月，可發(fā)生局部塊體位移及小至中塌方；跨度小