工程岩体分级标准(GBT50218-2014).pdf

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工程岩体分级标准(GBT50218-2014).pdf

表6J.与K对照表(水电部昆明勘测设计院)

表7J与K,对照表(铁道部科学研究院西南分院)

3.3.3本条表3.3.3给出R.值与岩石坚硬程度的对应关系,使 定性划分的岩石坚硬程度有一个大致的定量范围值。值得说明的 是,表3.3.3并不是岩体质量定性和定量分级中必须用到的表,只 是定量指标在定性划分上的初步对应关系。国内各部门,多采用 R.这一定量指标来划分岩石坚硬程度,参见表8。从表中可知,各 部门所划分的档数和界限值虽不尽相同,但都以30MPa作为硬质 者与软质岩的划分界限。关于坚硬岩石的划分,这里选取60MPa 作为界限值DB33/T 1163-2019标准下载,是考虑到工程界的已有习惯,为工程界所接受。实际 上,对坚硬岩石,岩石的饱和单轴抗压强度值一般都在较大程度上 高于60MPa。

表8国内岩石坚硬程度的强度划分

3.3.4本条表3.3.4给出K,值与岩体完整程度的对应关系,使 定性划分的岩体完整程度有一个大致的定量范围值。 国内一些单位或规范根据K,值对岩体完整程度作了划分,如 表9所列。本标准总结和参考了这些划分情况,并根据编制过程 中收集的样本资料,在表3.3.4中给出了与定性划分相对应的各 档次的岩体完整性指数K,值。

3.3.4本条表3.3.4给出K,值与岩体完整程度的对应关系,使 定性划分的岩体完整程度有一个大致的定量范围值。 国内一些单位或规范根据K,值对岩体完整程度作了划分,如 表9所列。本标准总结和参考了这些划分情况,并根据编制过程 中收集的样本资料,在表3.3.4中给出了与定性划分相对应的各 档次的岩体完整性指数K,值。

表9国内岩体完整性指数K,划分情况

4.1基本质量级别的确定

4.1.1岩体基本质量分级,是各类型工程岩体定级的基础。本条 强调应根据岩体基本质量的定性特征与岩体基本质量指标BQ相 结合,进行岩体基本质量分级。 岩体基本质量的定性特征是两个分级因素定性划分的组合 根据这些组合可以进行岩体基本质量的定性分级。而岩体基本质 量指标BQ是用两个分级因素定量指标计算取得的,根据所确定 的BQ值可以进行岩体基本质量的定量分级。定性分级与定量分 级相互验证,可以获得更准确的定级。 在工程建设的不同阶段,地质勘察和参数测试等工作的深度 不同,对分级精度的要求也不尽相同。可行性研究阶段,可以定性 分级为主;初步设计、技术设计和施工设计阶段,必须进行定性和 定量相结合的分级工作。在工程施工期间,还应根据开挖所揭露 的岩体情况,补充勘察及测试资料,对已划分的岩体等级加以检验 和修正。 对岩体基本质量进行分级,需要决定分级档数。可靠性分析 的研究成果表明,评级的可靠程度随着档数的增多而降低;但另。 方面,当抽样总体中的样本足够时,评级的预报精度却往往随分级 档数的增多而增加。因此,应当选择一个适中的档数,既便于工程 界使用,文有合理的可靠度与精度。考虑到目前在国内外的分级 方法中,多采用五级分级法,这个档数能较好地满足以上要求,故 本标准将分级档数定为五级。

4.1.2本条规定了根据基本质量的定性特征作出的岩

致时的处理方法。出现定性分级与定量分级不吻合的情况是经常 发生的。若两者定级不一致,可能是定性评级不符合岩体实际的 级别,也可能是测试数据在选用或实测时缺乏代表性,或两者兼而 有之。必要时,应重新进行定性鉴定和定量指标的复核,在此基础 上经综合分析,重新确定岩体基本质量的级别。 为了提高定级的准确性,宜由有经验的技术人员进行定性分 级,定量指标测试的地点与定性分级的岩石工程部位应一致。 4.1.3岩体物理力学参数和结构面抗剪断峰值强度参数,是岩体 和结构面所固有的物理力学性质,从量上反映了岩体和结构面的 基本属性。大量的岩石力学试验研究工作表明,岩体的物理力学 参数与决定岩体基本质量的岩石坚硬程度和岩体完整程度密切相 关。进行工程岩体基本质量分级的目的之一,就是根据对工程岩 体所定的级别,迅速评估岩体的物理力学参数。与其他相关规范 中的岩体力学参数建议值或采用值不同,本标准附录D所给出的 君体力学参数为不同基本质量级别岩体的岩体力学试验统计值, 相当于现场原位实测值

致时的处理方法。出现定性分级与定量分级不吻合的情况是经常 发生的。若两者定级不一致,可能是定性评级不符合岩体实际的 级别,也可能是测试数据在选用或实测时缺乏代表性,或两者兼而 有之。必要时,应重新进行定性鉴定和定量指标的复核,在此基础 上经综合分析,重新确定岩体基本质量的级别。 为了提高定级的准确性,宜由有经验的技术人员进行定性分 级,定量指标测试的地点与定性分级的岩石工程部位应一一致,

4.1.3岩体物理力学参数和结构面抗剪断峰值强度参数,是

基本质量的定性特征和基本质

4.2.1本条规定了由两个分级因素定性划分来评定岩体基本质 量定性特征的方法。岩石坚硬程度和岩体完整程度定性划分后, 二者组合成定性特征,进行仔细的综合分析、评价,按本标准表 4.1.1对岩体基本质量作出定性评级

4.2.2本条规定了岩体基本质量指标BQ的计算方法及应遵分

根据分级因素的定量指标对岩体质量进行定量分级的方法有 上百种,经归纳大致可分为三种:(1)单参数法,如RQD法(U.D Deere,1969);(2)多参数法,如围岩稳定性动态分级法(林韵梅 等,1984);(3)多参数组成的综合指标法,如坑道工程围岩分类 (邢念信等,1984)、Q分类法(N.Barton,1974)等。

件,可获得经修正过的R。值。例如,当K,三0.55时,R。=90× 0.55十30=79.5MPa,如实测R。值大于79.5MPa,则直接取用 79.5MPa,而不应取用实测值。 本条给出的第二个限制条件,是对公式(4.2.2)中K,值上限 的限制,这是针对岩石的R。值很低,而相应的岩体K,值过高的情 况下给定的。这是注意到,完整性虽好但甚为软弱的岩体,其质量 和稳定性也是不好的,将过高的实测K,值代人公式也会得出高于 岩体实际稳定性或质量等级的错误判断。使用这一限制条件,可 获得经修正过的K,值。例如,当R。=10MPa时,K,=0.04× 10十0.4=0.8,如实测K值大于0.8,则取用0.8,而不应取用实 测值。

5.1.1岩体基本质量反映了岩体的最基本的属性,也反映了影响

工程岩体稳定的主要方面。 对各类型工程岩体,作为分级工作的第一步,在基本质量确定 后,可用基本质量的级别作为工程岩体的初步定级。初步定级 般是在工程勘察设计的初期阶段采用,该阶段勘察资料不全,工作 还不够深人,各项修正因素尚难于确定,作为初步定级,可以采用 基本质量的级别作为工程岩体的级别

基本质量的级别作为工程岩体的级别。 5.1.2本条规定了对工程岩体详细定级时应考虑的修正因素。 影响工程岩体稳定性的诸因素中,岩石坚硬程度和岩体完整程度 是岩体的基本属性,是各类型工程岩体的共性,反映了岩体质量的 基本特征,但它们并不是影响岩体质量和稳定性的全部重要因素。 地下水状态、初始应力状态、工程轴线或走向线的方位与主要结构 面产状的组合关系等,也都是影响岩体质量和稳定性的重要因素。 这些因素对不同类型的工程岩体,其影响程度往往是不一样的 例如,某一倾角结构面,走向近乎平行工程轴线方位,对地下工 程来说,对岩体稳定可能很不利,但对坝基抗滑稳定的影响就不那 么大,若结构面倾向上游,则可基本上不考虑它的影响。 随着设计工作的深入,地质勘察资料增多,就应结合不同类型 工程的特点、边界条件、所受荷载(含初始应力)情况和运行条件等, 引人影响岩体稳定的主要修正因素,对工程岩体作详细的定级。 所谓“工程轴线”是指地下洞室的洞轴线、大坝的坝轴线;“工 程走向线”是指边坡工程的坡面走向线。

5.1.3地下工程岩体级别的确定中,将影响岩体稳定性的初女

力状态作为修正因素。工程实践表明,岩体初始应力对地下工程 岩体稳定性的影响,一方面取决于初始应力绝对量值的大小,另一 方面也取决于围岩抗压强度的高低。引入强度应力比,强调将此 值作为反映岩体初始应力状态对地下工程岩体级别的影响,相比 仅考虑初始应力绝对值大小而言,对反映岩体初始应力作用对洞 室围岩稳定性影响程度方面,将更符合实际

5.1.5对于膨胀性、易溶性等特殊岩类,它们对工程岩体稳定性

的影响与一般岩类很不相同。本标准分级的方法未反映其特殊 性,也无成熟的经验或依据用修正的办法反映其对稳定性的影响 对这些带有特殊性的问题,需针对其对工程岩体的特殊影响,在专 题研究的基础上,综合确定工程岩体的级别

5.2地下工程岩体级别的确定

5.2.1本条规定了地下工程岩体在岩体基本质量级别确定后,作

表10国内外部分岩体分级考虑因素情况

5.2.2本条规定了对地下水影响等三项修正因素的修正方法和 修正系数取值原则,并给出了相应的修正系数值。当地下工程岩 体质量指标为负值时,修正后的工程岩体质量直接按V级岩体 考虑。 1地下工程地下水影响修正。地下水是影响岩体稳定的重 要因素。水的作用主要表现为溶蚀岩石和结构面中易溶胶结物, 潜蚀充填物中的细小颗粒,使岩石软化、疏松,充填物泥化,强度降 低,增加动、静水压力等。这些作用对岩体质量的影响,有的可在 基本质量中反映出来,如对岩石的软化作用,采用了饱和单轴抗压 强度。水的其他作用在基本质量中得不到反映,需采用修正措施 来反映它们对岩体质量的影响。 自前国内外在地下工程围岩分级中,考虑水的影响时主要有 四种方法:修正法、降级法、限制法、不考。本标准采用修正法

并给出定量的修正系数,这一方法不仅考虑了出水等水的赋存状 态,还考虑了岩体基本质量级别。 表11为现有规范对洞室围岩出水状态的有关描述。在出水 量定量描述中,一般以10m洞长渗水量为统计量。为便于现场测 量,这里以10m洞长渗水量L单位:L/(min:10m)」代替原标准中 单位渗水量。 关于裂隙水压,原标准中对三种状态下的水压值分别规定 为:不计入<0.1MPa和>0.1MPa三种条件。本次修订时,对 上述三种情况下的水压力值适当提高,分别规定为0.1MPa .1MPa~0.5MPa和>0.5MPa三种条件。由表11可看出修订 后的水压规定值与表中其他方法规定值相比较,仍相对严格。

表11地下洞室围岩出水状态的描述

水对岩体质量的影响,不仅与水的赋存状态有关,还与岩石性 质和岩体完整程度有关。岩石愈致密,强度愈高,完整性愈好,则 水的影响愈小。反之,水的不利影响愈大。基本质量为I级、Ⅱ级 的岩体,且含水不多、无水压时,认为水对岩体质量无不利影响,取 修正系数K0;基本质量为V级的岩体,呈涌水状出水,水压力 较大时,不利影响最大,取K,一1.0(即降一级)。对其他中间情 况,认同在同一出水状态下,基本质量愈差的岩体,影响程度愈大 因而修正系数也随之加大。 地下水修正系数的确定,除考虑上述原则外,还参考了国内相 关规范规定与研究成果,见表12。 2主要结构面产状修正。主要结构面是就其产状、发育程度 及结合程度等因素,对地下工程岩体稳定性起主要影响的结构面 其中,更应注意对稳定影响大、起着控制作用的结构面,如层状岩 体的泥化层面、一组很发育的裂隙、次生泥化夹层、含断层泥、糜棱 岩的小断层等。 由于结构面产状不同,与洞轴线的组合关系不同,对地下工程 岩体稳定的影响程度亦不同。如层状岩体层面性状较差,为陡倾 角且走向与洞轴线夹角很大时,对岩体稳定性影响很小。反之,倾

(L'0~9:766°0~9°06°0~2°06°0~2''0~'0~55岩)))4536'0~z''0~'0~5N岩0岩2.5便)(('0~1'0320~1's0~1~便岩总80~180~l1'0~01~1'0.1IO便)011'0~01冰0下,地明研明zl学科表182 源岩来级范室分料洞体资(986岩(986程地站准?标型铁本大冰态到状水流水水线出状出滴出渗淋或.61:

s'0~100'{~8'('0~2'6°0~0'{~6°05~6°1岩1岩11))S2'0~9s'~{'686°0~°096°0~2°0o'l55~'~~4岩岩'0)()()s'0~{'"0~90~z2'0~9'02'0~s'9°0~#:51~21岩便岩(景2011:2I)0~0)便1ε'0~{'0ε'0~1'0表续I00000明研源来范(9861"料(9861资程H下铁本大水水铁状水冰态水线出状出淋或:62:

表13国内对结构面影响的修正情况

3岩体初始应力状态影响修正。岩体初始应力对地下工程 岩体稳定性的影响是众所周知的,特别是高初始应力的存在。岩 石强度与初始应力之比R。/。max大于一定值时,可以认为对洞室岩 体稳定不起控制作用,当这个比值小于一定值时,再加上洞室周边 应力集中的结果,对岩体稳定性或变形破坏的影响就表现得显著 尤其岩石强度接近初始应力值时,这种现象就更为突出。采用降 低岩体基本质量指标BQ,从而限制岩体级别的办法来处理,引人

修正系数K3。 根据工程实践经验,当围岩强度应力比值很小时(相当于极高 初始应力条件,本标准规定强度应力比小于4),对于基本质量为 Ⅲ、N级的岩体,将会发生不同程度的塑性挤压、流动变形,基本 上没有自稳能力,故必须较大幅度地限制岩体的级别。为此,进行 了如下处理,如:当BQ351~450和BQ=251~350时,均取 K3=1.0~1.5。BQ值较小时取较大的修正系数K3,反之取较小 的修正系数。基本质量为工、级的岩体在该强度应力比条件下,虽 然未丧失自稳能力,但明显地影响了自稳性。对于相当于高初始应 力区的强度应力比条件,初始应力对岩体的影响大为减小,但仍影 响岩体稳定性,故取较小的修正系数K3,适当限制其级别。 对初始应力这一修正因素,采用降低岩体BQ指标的处理办 法,可用于经验方法确定支护参数的设计。 按照这种办法进行修正,修正前后可能仍属同一级,似无意 义,其实经修正后可能由原来靠近某级上限而变为处于该级中部 或接近下限。不仅如此,若单修正地下水的影响,由某级的上限修 正到该级的中部,如果再加上另一个影响因素的修正,就可能降 级。这些修正对于评价地下工程岩体稳定性和选用支护等参数是 有意义的,因为有关规范中的支护等参数表,每级都有一定的范围 值。对BQ<250时也作修正,就是据此考虑的。 5.2.3地下工程岩体的级别是地下洞室稳定性的尺度,岩体级别

.2.3地下工程岩体的级别是地下洞室稳定性的尺度,岩体级别

越高的洞室在无支护条件下的稳定性(即自稳能力)越好。针对跨 度不大于20m的地下工程,本条规定了不同级别工程岩体的自稳 能力情况。同时,本条还强调,可以将洞室开挖后的实际自稳能 力,作为检验原来地下工程岩体定级正确与否的标志。 地下工程岩体的自稳能力,不仅与工程岩体级别有关,还与洞 室跨度有关。对于跨度不大于20m的工程岩体,实践经验比较丰 富,经统计分析给出表E.0.1(参见附录E说明),作为各级别岩体 自稳能力的基本评价。

对照表E.0.1,开挖后岩体的实际稳定性与原定级别不行 应将岩体级别调整到与实际情况相适应的级别。当开挖后岩 稳定性比原定级别高时,由低级别调整到高级别须慎重。

应将岩体级别调整到与实际情况相适应的级别。当开挖后岩体的 稳定性比原定级别高时,由低级别调整到高级别须慎重。 5.2.4对于跨度大于20m的岩石地下工程,通常存在支护条件 影响,岩体稳定性应与支护条件结合进行。对于特殊的地下工程 往往有特殊要求,加之行业或专业的特点,对工程施工和运行,进 而对工程岩体稳定性评价的要求不尽相同,评价时引人的影响工 程岩体稳定性的修正因素及其侧重点也不同。本标准作为通用的 基础标准,难以将所有各种影响因素都考虑进去,更难以全面照顾 各行业的特殊需要。有关行业标准的规定更具有针对性,更详细 毕。国内外在实施岩体分级工作时,往往采用几种分级方法进行 对比,对大型和特殊的地下工程,为了慎重这样做是适宜的。考虑 到这些情况,本条规定在详细定级时尚可应用其他有关标准方法 进行对比分析,综合确定岩体级别

5.2.4对于跨度大于 20m的岩石地下工程,通常存在支护条件

5.3边坡工程岩体级别的确定

5.3.1本条规定了边坡工程岩体在岩体基本质量确定以后,作详 细定级时,应考虑的几个修正因素和修正后的定级原则。 影响岩质边坡稳定性的因素很多,主要有岩性、岩体风化程度、岩 本结构特征、结构面产状及延伸性、岩体初始应力、地下水、地表水、开 挖施工方法与效果等。前面3项及边坡开挖施工方法与效果,已在本 标准中的岩体坚硬程度和岩体完整程度两项岩体基本质量分级因素 中得到考虑。本标准所涉及边坡主要是60m高度以下的中、高边坡 岩体初始应力般不属高应力,故不考虑初始应力的修正。 5.3.2本条给出了边坡工程岩体质量指标的计算公式以及边坡 工程岩体质量诸修正系数的确定方法。当边坡工程岩体质量指标

5.3.2本条给出了边坡工程岩体质量指标的计算公式以及边坡

工程岩体质量诸修正系数的确定方法。当边坡工程岩体质量指标 为负值时,修正后的工程岩体质量直接按V级岩体考虑。 在边坡工程岩体分级方法研究中,RomanaM.(1985)在 RMR分级基础上,提出的边坡质量指标SMR方法(Slope Mass

在边坡工程岩体分级方法研究中,RomanaM.(1985)在 RMR分级基础上,提出的边坡质量指标SMR方法(SlopeMass

Rating)相对成熟。该方法在RMR岩体质量评价基础上,引入结 构面及边坡面产状关系修正及边坡开挖方法影响等,实现不同岩 本质量级别下的稳定性评价。中国水利水电工程边坡登记小组 (孙东亚,陈祖煜,1997)在国家八五科技攻关项目成果中,对SMR 在边坡岩体分级中的适用性进行了研究,并提出了考虑边坡坡高 及边坡主要控制结构面条件修正系数的CSMR方法,该方法已作 为《水电水利工程边坡工程地质勘察技术规程》DL/T5337中有 关边坡岩体质量分类的推荐方法之一。20世纪90年代后,SMR 法、CSMR法及各种改进方法,已在国内水电及公路等行业边坡 工程分级中得到初步应用。另外,在建筑工程领域,根据边坡岩体 的完整程度、结构面结合程度及结构面与边坡间的产状关系,提出 了岩质边坡的岩体分类;见《建筑边坡工程技术规范》GB50330。 根据对水电及公路等领域十余个工程200余组BQ和RMR 买测值回归分析发现,本标准中的BQ值与RMR间具有良好的 线性关系,其线性回归方程为:

3Q=80.786+6.0943RMR(r=0.81)

5.3.3对于高度不大于60m的岩石边坡工程,本条规定了不同 级别工程岩体的自稳能力。关于边坡工程岩体自稳能力,主要是 依据极限平衡分析、已有规范的规定,并结合现场调查和经验给 出。对岩石边坡,确定60m高陡倾边坡(在边坡自稳能力评价中, 假定边坡为坡角大于70°的陡倾边坡)为高度划分的界限点主要 依据两个方面的考虑:是有成功的工程实例验证。三峡工程永 久船闸岩体为闪云斜长花岗岩,属I级岩体,双线闸室为垂直开挖

的超高边坡,或特殊边坡,其工程岩体级别的确定,应在坡高修正 的基础上,或应结合工程特点和行业要求,作专门论证。《水利水 电工程边坡工程地质勘察技术规程》DL/T5337中的CSMR边坡 岩体质量分类方法,给出了坡高修正系数计算公式,可供参考。

5.4地基工程岩体级别的确定

5.4.1岩石地基工程主要是指以岩石作为承载地基的工业与民 用建筑物岩石地基、公路与铁路桥涵岩石地基以及港口工程岩石 地基等。岩石地基工程设计中,最关心的是地基的承载能力。由 于岩体的基本质量综合反映了岩石的坚硬程度和岩体的完整程 度,而此两项指标是影响岩石基础承载力的主要因素,因此,本条 规定,岩石地基工程岩体的级别可以直接由岩体的基本质量定级。 以往常采用岩石饱和单轴抗压强度R。的折减来确定地基的承载 力,本标准岩体基本质量则不仅考虑了R。,还考虑了岩体的完整 性,评价方法更为科学

5.4.2岩体作为工业与民用建筑物及公路与铁路桥涵等工程地

基,其承载能力很高,一般都能满足设计要求。针对岩石地基的承 载能力,目前国内外有关规范确定的地基承载力,大多以评估方法 为主,有的主要利用岩石单轴抗压强度试验资料,并综合裂隙的发 育程度及工程经验确定,总体偏于安全,见表14~表20。表14 中,岩石地基的基本承载能力是指建筑物基础短边宽度不大于

2.0m、理置深度不大于3.0m时的地基容许承载力。地基容许承载力即是在保证地基稳定和建筑物沉降量不超过容许值的条件下,地基单位面积所能承受的最大压力。表15中,岩石地基的极限承载力是指地基岩土体即将破坏时单位面积所承受的压力。表16中,岩石地基承载力基本容许值是指基础短边宽度不大于2.0m、埋置深度不大于3.0m时,地基压力变形曲线上,在线性变形段内某一变形所对应的压力值,物理概念上也即是表14中的岩石地基的基本承载能力。随着工程建设中工程规模的增大,对地基承载能力的要求也越来越高,并且为满足土地优良资源的控制及合理利用土地的要求,利用岩石地基为承载体的支撑结构(如高速铁路与公路领域的桥基及桩基等)已作为工程规划与设计方案比选中的重要内容。鉴于岩石地基评价的复杂性,提供一套基于各级别岩体现场载荷试验资料的岩体基本承载力,对各行业有关岩石地基基本承载力的制定,具有重要的参考价值。这单的基本承载力是指裂隙岩体在载荷试验过程中,与岩体载荷一位移曲线中的比例极限或屈服极限相对应的荷载。表21中所列各级别岩体基岩承载力比例界限特征值是对14个工程98点现场载荷试验资料,按岩体质量级别分别统计获得。现场岩体载荷试验结果表明,表21所给出的岩体基本承载力与表14~表20中所列建议值都要高。考虑到岩体地基的复杂性,对软岩、破碎岩体或受大型载荷条件下的工程岩体(如大跨度桥梁地基岩体等),通常应通过现场岩体载荷试验确定岩体基本承载力。这里,基岩承载力基本值仍用原标准中偏于保守的值。表14岩石地基的基本承载力(kPa)节理发育定性描述节理不发育节理发育节理很发育资料来源程度节理间距(cm)>4040~2020~2硬质岩>30003000~20002000~1500《铁路工程较软岩3000~15001500~10001000~800地质勘察规坚硬程度软岩1200~9001000~700800~500范》TB10012极软岩500~400400~300300~200·69:

表15岩石地基的极限承载力(kPa)节理发育定性描述节理不发育节理发育节理很发育资料来源程度节理间距(cm)>4040~2020~2坚硬岩、较硬岩>90009000~60006000~4500《铁路工程较软岩9000~45004500~30003000~2400地质勘察规坚硬程度软岩3600~27003000~21002400~1250范》TB10012极软岩1250~10001000~750750~500表16岩石地基承载力基本容许值(kPa)节理发育定性描述节理不发育节理发育节理很发育资料来源程度节理间距(cm)>4040~2020~2坚硬岩、较硬岩2000~1500《公路桥涵>30003000~2000地基与基础较软岩3000~15001500~10001000~800坚硬程度设计规范》软岩1200~10001000~800800~500JTG D63极软岩500~400400~~300300~200表17岩石地基允许承载力岩石名称允许承载力资料来源(~)R。坚硬岩石《水利水电工程地质勘中等坚硬岩石1020察规范》GB50487(~)R较软弱岩石表18岩石地基允许承载力岩体级别IIIIIVV资料来源Rm=R。·K,(MPa)>6060~3030~1515~5<5《军队地下工程勘察规6000~3000~1500~允许承载力(kPa)>6000<500范》GJB28133000150050070:

表19岩石地基充许承载力(kPa)

表20岩石地基允许承载力(kPa)

表21岩体基岩承载力比例界限统计特征值

A R。、Is(50)测试的规负

A.0.1岩石饱和单轴抗压强度试验是测定试件在无侧限

下,受轴向压力作用破坏时,单位面积上所承受的载荷。 鉴于圆形试件具有轴对称性,应力分布均匀,本标准推荐圆柱 试件作为标准试件。对于没有条件加工圆柱体试件时,允许采用 方柱体试件,但试件高度与横向边长之比应为2.0~2.5。 为反映岩石受水软化的性质,本标准采用岩石饱和单轴抗压 强度R。值作为岩石坚硬程度的定量指标。采用自由吸水或强制 饱和法使试件吸水饱和。 A.0.2岩石点荷载强度指数试验是将试件置于点荷载仪上下, 对球端圆锥之间,施加集中载荷直至破坏,据此测定岩石点荷载强 度指数的一种试验方法。本试验可间接确定岩石强度。点荷载试 验仪球端的曲率半径应为5mm,圆锥体顶角应为60°。

度应不小于10倍的被测量结构面间距,这里规定,水平向测线长 不宜小于5m,垂直向辅助测线长不宜小于2m。 鉴于现代计算技术的普及,对测线间距的处理,本条规定应将 测得的沿测线方向的视间距转换为沿每组结构面法向上的真间 距,以获得更准确的J值。 由于被硅质、铁质、钙质充填再胶结的结构面已不再成为分割 岩体的界面。因此,在确定J时,不予统计。对延伸长度大于1m 的非成组分散的结构面予以统计,即需加上每立方米岩体非成组 节理条数S.,使计算的工,值更符合实际

の之比表示侧压系数(入av一のH·an/α),一般入a为0.5~5.0,天多数 为0.8~1.5。我国实测资料入av在0.8~3.0之间,入ax<0.8者约 占30%,入ax=0.8~1.2者约占40%,入ax>1.2者约占30%。 确定初始应力的方向是一个极为复杂的问题,本附录没有具 本给出,在使用本条第2款时,可用以下方法对初始应力的方向进 行评估。 分析历次构造运动,特别是近期构造运动,确定最新构造体 系,进行地质力学分析,根据构造线确定应力场主轴方向。根据地 质构造和岩石强度理论,一般认为自重应力是主应力之一,另一主 应力与断裂构造体系正交。对于正断层,为大主应力,即1= yH,小主应力3与断层带正交;对于逆断层,6为小主应力,即 3=H,の1与断层带正交;对于平移断层,0是中间主应力,即2= yH,01与断层面成30°~45°的交角,且01与03均为水平方向。 依据工程勘探平洞局部围岩片帮等高地应力现象也可以初步 判断局部地段岩体初始应力的方向和大小。一般情况下,片帮所 在位置的切向方向与断面上最大主应力方向一致,片帮的程度可 以说明断面上最大和最小主应力的差别大小。与最大主应力方向 相垂直的平洞,片帮和片顶破坏的程度也越强烈。 3实测资料还表明,水平应力并不总是占优势的,到达一定 深度以后,水平应力逐渐趋向等于或略小于铅直应力,即趋向静水 压力场。这个转变点的深度,即临界深度,经实测资料统计,大约 在1000m~1500m之间。也有人提出,这个临界深度在各国不尽 相同,如南非为1200m,美国为1000m,日本为500m,冰岛最浅,为 200m,我国为1000余米。 在目前测试技术和现有实测成果的基础上,本附录规定深度 在1000m~1500m为过渡段,1500m为临界深度是比较合适的。 况且,就岩石工程而言,绝大部分工程的理深小于1500m。 4由于地质构造与河流切割的原因,河流峡谷地段,从谷坡 至山体一定区域内,岩体初始应力场通常具有明显的区域分布特

性。另外,由于地质构造及岩性差异,岩体初始应力分布也具有不 均匀性特征。一般而言,断层及影响带内,岩体应力较低,近影响 带岩体局部可能有应力集中现象,远离断层带,岩体应力趋于稳定 应力值。软硬相间层状岩体和软弱岩层中,岩体初始应力通常较 低,硬质岩层中,岩体初始应力通常较高。 C.0.2高初始应力区的存在,已为工程实践所证实。岩爆和岩 心饼化产生的共同条件是高初始应力。一般情况下,岩爆发生在 岩性坚硬完整或较完整的地区,岩心饼化发生在中等强度以下的 岩体。在我国,二滩工程的正长岩、白鹤滩工程的玄武岩、大岗山 工程的花岗岩、鲁布革工程的白云岩、大瑶山隧道的浅变质长石石 英砂岩、拉西瓦工程的花岗岩、锦屏一级和二级工程中的大理岩以 及天生桥二级引水隧洞、渔子溪工程的引水洞、河南省故县工程 甘肃金川矿等,在勘探和掘进过程都有岩爆或岩心饼化发生,经实 测均存在高初始应力。在国外,如瑞典的Victas隧洞,开挖期间 在300m长的地段发生岩爆,该洞段位于高水平应力区,最大主应 力为35MPa,倾角10°,方向垂直洞轴线。美国大古力坝,广房基 坑为花岗岩,开挖中水平层状裂开,剥离了一层文一层。 一定的初始应力值,对不同岩性的岩体,影响其稳定性的程度 是不一样的。为此,用岩石饱和单轴抗压强度R。与最大主应力の 的比值,作为评价岩爆和岩心饼化发生的条件,进而评价初始应力 对工程岩体稳定性影响的指标。实测资料表明,一般当R。/1= 3~6时就会发生岩爆和岩心饼化,小于3可能发生严重岩爆。实 际上,洞室周边应力集中系数最小为2,这样高的初始应力值1: 引起洞周边应力集中,从而使得部分洞壁岩体接近或超过强度 极限。 考虑到空间最大主应力1与工程轴线(如洞室轴线)夹角的 不同,对工程岩体稳定的影响程度也不同,只有垂直工程轴线方向 的最大初始应力max,对工程岩体稳定的影响最大,且荷载作用明 确。所以本附录表 C. 0. 2 采用R./ max作为评价岩体初始应力影

响的定量指标。 由于高初始应力对工程岩体稳定性的影响程度,尚缺乏成熟 的资料,自前还不能给出更详细的规定,表C.0.2将应力情况定 为两种是适宜的。 初始应力的最大主应力方向与工程主要特征尺寸方位(如洞 室轴线、坝轴线、边坡走向等的关系不同,对工程岩体稳定性的影 向也不同,特别是地下工程岩体。由于目前在这方面缺乏足够的 衣据,无法在分级标准中作出规定,而且这类问题也不是分级工作 所能解决的,应在工程设计和施工中根据具体情况给予充分注意

D.0.1本条在各级别岩体现场试验成果综合整理分析基础上: 给出了与岩体基本质量级别对应的岩体物理力学参数。 原标准在给出各级别岩体物理力学参数建议值时,主要根据 当时所收集的现场岩体力学试验资料,按平均值以上划分二级及 平均值以下划分三级的原则,给定各级别岩体力学参数建议值。 其中,岩体抗剪断峰值强度确定,依据的资料来源由29个工程60 组样本确定,涉及花岗岩、石灰岩、砂岩、页岩、黏土岩等24种岩 石;岩体变形模量的确定,依据资料有47个工程的143个样本,涉 及花岗岩、白云质灰岩、石灰岩、砂岩、凝灰岩、大理岩、页岩及泥岩 等21种岩石;岩体结构面抗剪断峰值强度,资料来源于34个工程 的94组试验样本,涉及花岗岩、石灰岩、砂岩、贞岩、黏土岩等21 种岩石。 本次修订进一步收集与整理了自标准颁布以来的有关工程 岩体现场试验成果资料,并按岩体基本质量级别分别进行统计, 依据基于岩体质量级别的试验资料统计结果与原标准各级岩体 参数建议值进行比较,以分析与论证原标准参数建议值的合 理性。 (1)岩体抗剪断峰值强度统计。样品总数192组,取自44个 工程,系大型试件双于斤顶法(部分为双压力钢枕)直剪试验成果 其中1级岩体样本14组,Ⅱ级岩体样本38组,Ⅲ级岩体样本48 组,V级岩体样本76组,V级岩体样本16组。最大实测内摩擦角 =70.1°黏聚力C=5.31MPa(新鲜完整花岗岩);最小测值β= 17.8°、C=0.02MPa(破碎的粉砂质黏土岩)。各级岩体样本统计 结果见表 22 和表 23。

表22各级岩体内摩擦角统计结果(°)

(2)岩体变形模量统计。样品总数897个,取自65个工程,系 刚性(部分为柔性)承压板法试验成果。其中I级岩体样本89个, ⅡI级岩体样本184个,Ⅲ级岩体样本262个,IV级岩体样本184 个,V级岩体样本178个。最大实测值为72.2GPa(新鲜完整闪云 科长花岗岩);最小实测值为0.003GPa(断层带破碎岩)。各级岩 体样本统计结果见表24。

各级岩体变形模量E统计结果(GPa

基于岩体基本质量级别的统计分析结果表明,原标准中各级

岩体力学参数总体合理。但是SL687-2014村镇供水工程设计规范说明.pdf,Ⅲ级以下岩体的内摩擦角和黏聚 力本次统计结果比原建议值略高;Ⅱ级岩体变形模量区间下限或 Ⅲ级岩体变形模量区间上限比原标准建议值低。结合各级岩体现 场试验资料统计特征值,并通过综合分析,除Ⅱ级与Ⅲ级岩体变形 模量界限值从20GPa下调到16GPa外,其他参数基本维持原标准 参数表不变。

D.0.2本条在现场各类岩体结构面抗剪断试验成果综合整理基

岩体结构面抗剪断峰值强度,取决于两侧岩石的坚硬程度和 结构面本身的结合程度。本条首先根据结构面两侧岩石的坚硬程 度和结构面本身的结合程度对结构面进行分类,在收集结构面原 立抗剪强度试验资料的基础上,对各类结构面抗剪断峰值强度参 数分别进行统计,以获得各类岩体结构面抗剪断强度参数分布 特征。 结构面抗剪断强度统计样本情况。样品总数350组,取自40 个工程,试验剪断面控制在结构面上;其中1类结构面样本84组 2类结构面样本111组,3类结构面样本115组,4类结构面样本 30组,5类结构面样本10组。最大实测内摩擦角9=66.7°、黏聚 力C三2.97MPa(未风化~微风化闪长花岗岩的裂隙面、闭合、起 伏粗糙);最小实测内摩擦角9=9°、C=0.01MPa(黏土岩泥化 夹层)。各类结构面样本统计结果见表25和表26,

表25各类结构面内摩擦角Φ统计结果(°

表26各类结构面黏聚力C统计结果(MPa)

E.0.1由工程岩体质量指标LBQ确定的地下工程岩体级别与 洞室的自稳能力之间,有很好的对应关系。据对48项地下工程 416个区段,总长度12000m洞室的工程岩体质量指标厂BQ1值和 方破坏关系的统计,BQ>550的52段无一处塌方,其中最天跨 度为18m~22m无支护,稳定超过20年。其他情况见表27。值 得注意的是,表中所列的LBQ」<351地段(Ⅲ级岩体),所发生的 塌方多数是没有按要求及时支护,若长期不支护,可能有100%的 地段发生塌方。经工程实践统计分析,本附录给出地下工程岩体 自稳能力表,

表E.0.1所描述的稳定性(自稳能力),包括变形和破坏两方 面,是指长期作用的结果。开挖后短时间不破坏并不能说明岩体 是稳定的,需通过变形观测和较长时间作用的检验。 E.0.2本条给出了各级别边坡工程岩体的自稳能力。这里,边 玻工程岩体的自稳能力评价是指正常工况条件,而不包括地震及 强暴雨等特殊工况条件。边坡岩体的自稳能力划分为四个层次: 长期稳定,指边坡岩体仅需用随机锚杆对局部结构面切割问题进 行支护,即能保持稳定:基本稳定,即边坡的长期稳定性还需在进

行系统支护和排水条件下,才能保持稳定;稳定数月或稳定数日至 1个月,即是边坡整体稳定性总体欠稳定,需进行加强支护和排 水,才能保持稳定。 关于边坡工程岩体自稳能力的确定,主要是依据各级别边坡 岩体可能的强度参数进行系统的极限平衡分析,参照SMR方法 《建筑边坡工程技术规范》GB50330、《水电水利工程边坡工程地 质勘察技术规程》DL/T5337等文献资料,结合现场调查和经验 综合给出。表28中给出了相关规范对各级边坡岩体稳定性的 评价。

JGT290-2010 建筑疏散用门开门推杠装置表28 各级岩体边坡的稳定性评价

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