TB 10077-2019标准规范下载简介
TB 10077-2019铁路工程岩土分类标准_(高清-无水印).pdf3.1.5膨胀岩是一种特殊性岩石,在铁路工程建设中设计
单位都给予了高度重视。早在20世纪六七十年代铁路部门就有 研究,在随后的侯月线、宝中线及南昆线的建设中,都结合勘察设 计和施工进行了有关膨胀岩的试验研究,原铁道部科学研究院西 北分院、铁道部隧道工程局还专门进行了膨胀岩判定和分级标准、 膨胀岩隧道设计与修建技术等研究。鉴于铁路行业对膨胀岩理论 已有一定深度的认识,工程实践中也积累了一些经验,为体现标准 在技术上的进步,满足工程建设的需要,本着实事求是、积极稳妥 的原则,将膨胀岩纳入标准是必要的和有基础的。但是我们也应 看到,目前我们对某些膨胀岩膨胀机理的研究还有待于进一步深 化研究膨胀岩的某些试验方法还不完善;膨胀岩的膨胀性分级标 准,以及与膨胀性分级相对应的工程措施之间还没有建立起很好 的联系等,这些都有待于今后的深入研究和实践经验的积累。为 比,本标准仅规定了膨胀岩的定义和膨胀岩的判定标准。 国际岩石力学协会膨胀岩委员会1983年指出膨胀岩有4种
尖型:①泥顶膨胀岩;②含硬石膏、无水芒硝类膨胀岩;③断层泥类 膨胀岩;④含黄铁矿等金属硫化物类膨胀岩。 中国科学院地质所1991年1月在《中国东部膨胀岩的研究》 中提出,中国境内的膨胀岩按成因可分为5类: 1.沉积型泥质膨胀岩。该类膨胀岩地层时代以石炭系、二叠 系、三叠系、罗系、白垩系、第三系为主,按地层时代可细分为 4个亚类:①上二叠系泥质膨胀岩;②上侏罗统一白垩系泥质膨胀 岩③下第三系泥质膨胀岩;④上第三系泥质膨胀岩。 2.蒙脱石化中基性火成岩类膨胀岩。 3.蒙脱石化凝灰岩类膨胀岩。 4.断层泥类膨胀岩。 5.含硬石膏和无水芒硝类膨胀岩。 五种类型的膨胀岩中,前4种的膨胀实质是所含亲水矿物的 吸水膨胀,第5种则是水化学作用产生的硬石膏一石臂、无水艺 硝一→芒硝的转化膨胀。五种类型的膨胀岩都与水的关系密切,根 据地质系统的研究成果,与含水率变化无关而发生体积增大的岩 石,不能称其为膨胀岩。 膨胀岩判定标准的室内试验,应先试验遇水崩解情况,再确定 下一步采用的试验方法。不易崩解岩石应采用现行《铁路工程岩 石试验规程》TB10115一2014中规定的自由膨胀率试验、膨胀压 力试验和饱和吸水率试验方法。由于易崩解岩石的自由膨胀率试 验在浸水情况下无法测定其径向和轴向的自由膨胀率,所以作了 “将岩石砸碎成小于5mm粒径的角砾,置于粉碎机中粉碎,全部 过0.5mm的筛后按膨胀土自由膨胀率的测试方法进行试验”的 规定,应采用现行的《铁路工程土工试验规程》TB10115一2010中 规定的自由膨胀率试验方法。 由于不易崩解岩石的自由膨胀率试验可得到岩石轴向和径向 两个自由膨胀率数值,为便于操作TB 10054-2010 铁路工程卫星定位测量规范,本标准规定了取两值中的大值 与表中判定标准进行对比、判定的办法。
因为膨胀岩含有大量的亲水矿物,它所具有的膨胀性特征均 与水有着密切的关系,所以在勘察设计与施工中应特别重视水对 膨胀岩体的影响。 本次对表3.1.5一2进行了局部修订,由于不易崩解的岩石与 易崩解的岩石采用的膨胀率指标符号不同,不易崩解岩石采用的 是轴向和径向两个自由膨胀率数值V.或Vp,易崩解的岩石采用的 是自由膨胀率指标Fs,宜把二者进行区分。 膨胀岩膨胀潜势分级目前研究成果及相关资料介绍如下: 膨胀岩问题作为当今工程地质学和岩石力学领域中最复 杂的研究课题之一,其膨胀潜势分级标准尚不统一,在此仅对 目前该问题的研究成果及相关资料作一介绍,可在工程实践中 参考应用。 国外研究情况: 美国霍尔兹建议采用胶粒含量、塑性指数、缩限指标,英国泰 勒建议采用蒙脱石含量指标来进行软岩膨胀性判别,二者提出的 判别指标简单,但未列入直接反应岩石膨胀性的指标;南非威廉姆 斯分类法简单明了,但分类结果明显偏高,且理论依据不是很 明确。 日本膨胀性软岩分布范围很广,已建成的通过膨胀性围岩的 隧洞多达数十个。《膨胀岩的判别分级与隧道工程》(《甘肃水利 水电技术》第36卷第3期,2000年9月)中,根据日本膨胀岩隧道
续说明表3.1.5—1
浸水崩解度是指把烘干的岩石浸入水中时的破坏程度,A为无任何变化,B、C 为中间程度,D为完全崩坏;围岩强度比α=9u/·H,9为单轴抗压强度, 为重度,H为构筑物的上覆岩层厚度。
澳大利亚膨胀性软岩分级标准见说明表3.1.52。
2.《泥质岩的工程分类和膨胀势的快速预测》(《工程地质与 水文地质》,1988,第5期)提出的膨胀性软岩分级指标见表 3. 1. 5—4。
3.《中国煤矿软岩巷道支护理论与实践》(中国矿业大学出版
4.下面介绍两种铁路系统膨胀岩的研究成果,供勘察中参考: (1)《铁路膨胀岩隧道修建技术研究》中提出了膨胀岩的判别 方法: 1)膨胀岩的崩解特征分类,可按说明表3.1.5一6 进行。
2)膨胀岩的膨胀性试验指标分类,可按说明表3. 进行。
(2)《南昆线膨胀土路基工程试验研究报告》总结了百色盆地 下第三系始新统、渐新统膨胀岩的研究成果,提出膨胀岩主要具有 膨胀性、碎裂性、低强度性3种特征,推荐那百段膨胀岩工程地质 分类的建议标准见说明表3. 1.5一8。
说明表3.1.5—8那百段膨胀岩工程地质分类的建议标准
林逢膨胀性试验工点工作全面,膨胀岩的膨胀性、碎裂性 虽度性特征明显,试验结果如下:
胀性试验指标汇总见说明表3.
2)碎裂性表现为:膨胀泥岩层理面微斜平直,间距约3cm;构 造节理面成组密集,间距一般5cm~20cm,最密处3cm~4cm,且 方向性强,贯通性好,表面光滑,附次生易滑黏土矿物。 3)低强度性由现场载荷试验结果确定,现场进行了2组 1000cm²圆形板载荷试验,成果见说明表3.1.5一10。经与室内 试验成果比较,无侧限抗压强度值仅为室内试验平均值235kPa的 1/7。
表 3. 1. 510 膨胀岩现场载荷试验
3.1.6第四系常见的石盐、石膏、芒硝、天然碱结晶体等为半成岩 化学沉积层;第四系前基本成岩的盐岩、石膏、硬石膏、天然碱等属 于易溶或中溶的化学沉积岩。这些化学沉积层的共同特征是在干 旱环境下强烈蒸发结晶成层产出,和红层有不可分割的联系。裸 露地表的一般和第四系的盐湖、碱湖及盐渍岩土伴生;间夹于砂 岩、泥岩、页岩等沉积岩层中时,遇水具有强烈的喀斯特岩溶现象 而且硬石膏、无水芒硝等还具有膨胀岩的特性。盐岩地区的地下
水溶液一般对地下工程的钢筋混凝土结构具有不同程度的化学侵 蚀性。
3.2.2本条保持了原2001标准岩层按层厚的分类,划分为巨厚 层、厚层、中厚层、薄层,同时进行了局部修订,对薄层进一步细分 为较薄层、中薄层、极薄层。细分依据为《铁路挤压性围岩隧道技 术规范》Q/CR9512一2019的相关技术研究成果资料。 随着我国铁路、公路事业的快速发展,长大隧道越来越多,隧 道整体埋深也越来越深,地质条件越来越复杂,与之相应的地质问 题也越来越多,尤其是挤压性围岩大变形隧道越来越多。总结发
用表 3. 2.2—1 挤压性围岩判定标
注:同时满足上述条件时可初步判定为挤压性围岩。
岩层厚度的划分应按说明表 3. 2. 2一2 确定。
3.2.6在对岩体进行完整程度划分时,除采用“岩体完
针对不同的工程地质岩组或岩性段,选择有代表性的具 推空间的岩体露头或工程开挖面进行节理(或结构面)的统 每一测点的面积不小于2m×5m,测线布置应垂直于被测的 吉构面走向,且测线长度不小于5m。测量垂直于测线结构面 效或每组节理的平均间距,按下式计算:
Jy =S. +S, +S, +.+S, +S
式中J一一岩体体积节理数(条/m²); S,一第n组节理每米长测线上的条数; S一一每立方米岩体中非成组节理的条数。 已为硅质、铁质、钙质充填并再胶结的节理不予统计。 “岩体体积节理数J”与“岩体完整性指数K”的对应关系见 说明表 3. 2. 6。
说明表 3. 2. 6J,与 K,对应关系
续说明表3.2.10—1
续说明表3. 2.102
(说明3.2.10—1)
K,一初始地应力影响修正系数
(3)铁路地质工作者对铁路隧道围岩定量分级方法进行了专 项研究。针对国标BO法、RMR法、Q系统、RSR法和HC法等主 要的地下工程岩体定量分级方法,通过调研分析,提出国标BQ法 和RMR法更加适合铁路工程特点。通过沈丹客专、长昆客专、张 唐线等不同断面尺寸、岩体结构、隧道埋深、围岩级别共计120个 在建隧道掌子面调绘基础上,分别通过国标BQ法、RMR法及经 开挖验证的实际围岩分级进行统计对比分析(结果见说明 表3.2.106),研究表明:隧道断面面积较小时(<80m²),国标
BQ法与实际围岩符合率最好,但当断面面积增大时,尤其大于 120m时,按BQ法得到的围岩等级比真实的围岩等级较高,所以 BQ法不能直接进行大断面铁路隧道围岩的分级,宜进行断面尺寸 的修正。
说明表3.2.107大断面隧道围岩级别二次修正
注:均质岩一一包括完整岩体和结构面发育但宏观具有连续介质特征的等效均质 岩体
层状岩一一包括原生层状结构的沉积岩和与构造成因有关的板裂层状结构的 变质岩,层理水平或比较平缓。
针对铁路岩石边坡工程进行初步定级,应按本标准 9确定的岩体基本质量级别作为岩体级别。对岩石边坡工
程详细定级时,应根据控制边坡稳定性的主要结构面类型与延伸 性、边坡内地下水发育程度以及结构面产状与坡面间关系等影响 因素,对岩体基本质量指标BQ进行修正,并以获得的岩体基本质 量指标修正值[BQ]。修正方法应符合下列规定: (1)边坡工程岩体质量指标修正值【BQ],可按下列公式计 算。其修正系数入、K和Ks值,可分别按说明表3.2.10—8、说明 表3.2. 109 和说明表3.2. 1010 确定。
说明表3.2.10一8边坡工程主要结构面类型与延伸性修正系数入
说明表3.2.109 边坡工程地下水影响修正系数K
说明表3.2.10一11基岩承载力基本值f.
4.1.1土根据地质成因划分中本次修订取消淤积土
冰川沉积土是指在严寒地区由冰川的地质作用生成的沉积 物。其中由冰蚀作用产生的碎屑物质或者是在冰川产生以前就已 存在的岩屑、碎石等松散堆积物,经冰川搬运并在冰川融化时沉积 下来而形成的碎石类土,称为冰土。如再经融化后的冰水搬运 沉积的称为冰水堆积士。 冰土具有独特的侵蚀、搬运与沉积特征,主要表现如下: ①块石、碎石、角砾、砂土混杂,成因复杂,无分选,无层理;层 次多变,分布不均,土性在水平和垂直向变化较大;主要碎屑沉积 物的物理力学特性差异明显。冰土的组分以砾石、粉细砂为主 块石镶嵌其中,黏土含量很少,多呈无胶结或泥质半胶结状态,水 稳定性差,遇水易软化崩解。因此,由冰土修筑的工程常出现损 坏或事故。路堤、路堑滑塌,边坡失稳,尤以崩塌、滑坡最为常见, 水库区还可能存在库岸塌岸问题。 ②冰土一般天然密度较大、含水率较小;镶嵌块石多呈架空 结构,局部呈半镶嵌接触,其间局部填充少量碎石;碎石一般为次 棱角状、骨架结构;角砾、砾砂和少量粉细砂常以不规则透镜体或 薄层形态分布于碎石层中,分布也不均匀。由于上述原因,对冰 土的勘察、钻探、工程设计、施工作业都较困难。 ③冰土中的粉细砂、含砾细砂层或透镜体属于第四纪更新 世以后的堆积层,结构松散,黏性小,渗透性大。冰土饱和状态 下有振动液化的可能。 4.1.3关于“混合土”国内外较多的规范都将含有物小于5%作
类土中含有小于5%的砂或土时,其含有物仅充填碎石类土中的 孔隙,起骨架作用的仍是粗颗粒。当含有物为5%~25%(有的规 范为5%~15%或5%~20%)时,含有物对土的工程性质将有定 的影响,定名时应予以考虑。当含有物大于25%时,对土的工程 性质将产生较大影响。如黏性土中含有的粗颗粒质量大于25% 时,粗颗粒已能在土中起到部分骨架作用,对土的基本承载力、抗 剪强度、摩擦力等工程性质都会有影响,鉴于上述情况及多年的实 践经验,本标准考虑划分指标的简化,规定了含有物大于5%时才 参与土的定名,并将25%作为“微含”与“含”的界限。 4.2.1、4.2.2按照《铁路..程岩土分类标准》局部修订条文(铁 建设2004】148号),本次修订内容主要将圆砾(或角砾)与卵石 (或碎石)之间的分界粒径由过去的20mm改为60mm;20mm至 60mm之间的颗粒定名为“粗圆砾”或“粗角砾”;原2mm至 20mm之间的颗粒名称由“圆砾”或“角砾”改名为“细圆砾”或“细 角砾”。主要考虑与国家标准《土的分类标准》GB/T50145. 2007、公路、水利系统等标准靠拢,同时与欧美等国家土的分类标 准也趋于一致,便于国内与国际间的资料交流。 4.2.2、4.2.3在实际工作中遇到的第四系碎石类土及中、粗、砾 砂呈密实或松散状态的并不很多,常见的一般是中密状态的。但 同是“中密”状态的碎石类土及砂类土,其工程性质却往往相差较 大。为此,参照《岩土工程勘察规范》GB50021一2001(2009版) 并根据天然坡和开挖情况、钻探情况、相对密度、标贯锤击数等,将 “中密”的碎石类土及砂类土进一步划分为“中密”和“稍密”两类。 对碎石类土密实度的划分,原标准中只给出野外鉴别的方法 完全根据经验进行定性划分,可比性和可靠性都比较差。在实际 工程中,已经积累了用动力触探鉴别碎石土密实度的经验,本次修 订在保留定性鉴别的方法的基础上,参照《岩土工程勘察规范》 GB50021一2001(2009年版),补充重型动力触探和特重型动力触 探监别磁石士密实度的方注
随着原位测试技术的不断发展,实际工作中已很少用“相对密 度”,而多采用标准贯入试验的方法来划分砂类土的密实程度,这 种方法准确、简便易行。因此,在确定砂类土的密实程度时,应将 标准贯入试验作为主要手段。
4.2.5土的液塑限试验方法规定采用液塑限联合测定法。量
对于黏性土塑性状态的划分是否作调整,本次修编经多方讨 论认为,若对铁路工程黏性土塑性状态的划分进行调整,则对相应 的铁路技术标准体系影响较大,如:《铁路桥涵地基和基础设计规 范》TB 10093—2017 的表3.1.2 基地摩擦系数,表 4.1.3 宽度、深 度修正系数,表6.2.2一5钻(挖)孔灌注桩桩周极限摩阻力 f(kPa),表8.2.3井壁与土体间的摩阻力,表D.0.21非岩石地 基的m和m值(kPa/m²),以及《铁路隧道设计规范》TB10003 2016中的隧道围岩分级的黏性土V级、V级围岩的确定等。为保 持铁路技术标准体系的协调性,黏性土塑性状态的划分仍维持坚 硬、硬塑、软塑、流塑四级划分。 4.3.1自然界中具有特殊工程地质性质的土较多,除本标准所列 的一些特殊土以外,还有污染土、风化土或残积土等。因实际工作 中遇到较少,对它们研究不够,加之它们的工程性质随土的污染程 度、污染物成分、母岩成分、土中所夹成分等的不同,会有很大的变 化,自前纳人规范的条件还不成熟,待积累资料后再考虑纳入本 标准。
4.3.2 黄士是我国北方地区常见的一种特殊土。因受成因和王
,在一个地区开展工作时应首先根据地貌、土的颜色、结构 、自然地质现象等进行调查、分析、对比,并辅以简单的“自日 率”试验进行初判。在初判基础上应根据勘测阶段的要求迁 羊判,并确定膨胀土的膨胀潜势。对变形敏感的工程,当以上
虽不满足弱膨胀土标准时,尚应分析其膨胀性对工程的影响
4.3.5软土应采用多种指标综合判定,除天然孔隙比大于或等于 1和天然含水率大于或等于液限外,还应考虑压缩系数、不排水抗 剪强度和静力触探比贯人阻力等指标。当土的物理、力学性质大 部分与表中指标相符时,可定名为相应的名称。 软土的判定应以天然孔隙比、天然含水率及原位测试方法(如 十字板剪切强度、静力触探比贯人阻力等)为主要判定标准。当天 然含水率接近液限、天然孔隙比接近1时,应参考其他指标综合 确定。 软土力学指标的取得,本标准推荐采用现场原位测试的方法。 粉土包括了原铁路工程土类划分中的黏砂土(塑性指数3~7 的黏性土)和部分砂黏土(塑性指数7~10的黏性土),当这部分 土的物理力学指标达到软土的指标时,也应定为软土。由于具有 软土特征的这部分粉土的工程性质研究的还不充分,以只在“表 4.3.5一1软土的分类”中以注的形式出现,且暂定名为"软粉土”。 软土灵敏度指标的取得,一般采用现场十字板剪切试验和原 状土室内试验两种方法。现场十字板抗剪强度试验是将十字板剪 切的“峰值强度”与“重复剪土的强度”的比值作为灵敏度指标: 室内试验是将“原状土的无侧限抗压强度”与“与原状土同密度 同含水率,但结构彻底破坏的重塑土的无侧限抗压强度”的比值作 为灵敏度指标。本次修订分类增加低灵敏性一档,划分更趋合理, 且与相关标准统一。 本次修订增加了十字板、扁铲侧胀试验指标软土评判标准,用 十字板强度S.替代地基土不排水抗剪强度C.用于工程设计计算 时,应根据土层条件或地区性经验进行修正。当缺乏地区使用经 验时,可按下式修正:
(说明4.3.5—1)
(说明 4. 3. 5—1)
式中,μ为修正系数:当Ip≤20时,μ=1;当20
利用扁铲侧胀试验指标土类指数1.划分土类,是1980年意大 利人Marchetti提出。依据《铁路工程地质原位测试规程》 TB10041一2018第11.4.5条,根据I.值可按说明表4.3.5划分 土类。
p, =1.1qc (说明4.3.5—2) 9r =P. (说明4.3.5—3)
DB15T 353.13-2020 建筑消防设施检验规程 第13部分:消防电梯系统.pdfp, =1. 1qc (说明4.3.5—2) 9r =p. (说明4.3.5—3)
(说明4.3.5—2) (说明4.3.5—3)
p, =1. 1qc 9r =p.
使用双桥静力触探时,可按说明图4.3.5划分士类。 该图将软土界限 9。值由原2003版规程的0.7 MPa 调整为 0.60MPa。该规程修编组通过对2003规程采用的数据按95%保 证率进行统计分析发现:孔压探头试验对于流塑(I>1)的黏性 土,孔压探头端阻 9r≤0.634 MPa;对于软塑(0.75
4.3.6 本条规定了盐渍土和盐渍土场地的含义。对土而
土中的易溶盐含量大于或等于0.3%,就应定为盐渍土。其中易溶 盐含量是指1000g土中所含易溶盐的“克”数,以百分数表示。在 评价盐渍土场地时,应根据地表以下1.0m深度范围内土的平均 含盐量确定。确定方法如下: 作为盐渍土分析的土样应分段连续采集,取样深度一般为 1 m。 在 0 ~ 0. 05 m, 0. 05 m ~ 0. 25 m,0. 25 m ~ 0. 5 m, 0. 5 m ~ 0.75m,0.75m~1.0m五段分别采集。因地下水位以下土中含盐 量明显减少,所以,当地下水位小于1.0m时,取样至地下水位;如 地下水位大于1.0m,且1.0m深度以下土中的含盐量仍较大时, 应加大取土深度。 土层中平均含盐量的计算应根据每层土的含盐量,按取样厚 度加权平均。计算公式如下:
JTG/T D31-05-2017 黄土地区公路路基设计与施工技术规范Zh, · DT. DT i= 1 Zh:
式中DT一土层的平均含盐量(%); DT一一第i层土的含盐量(%); h;第i层土的厚度(m)。 本次修订内容为盐渍土的含盐量标准,依据为原0.5%的含 盐量标准是沿用前苏联的标准,现在俄罗斯对不同土类分别定出 不同的含盐量,其中最小的含盐量定为0.3%;中国石油天然气总 公司《盐渍土建筑规定》也定为0.3%。我国柴达木、准格尔、塔里 木地区的资料表明,“不少土样的易溶盐含量虽然少于0.5%,但其 融陷系数却大于0.01,最大的可达0.09;我国有些地区,如青海西 部的盐渍土厚度很大,超过20m,浸水后累计融陷量大”。因此将 易溶盐的含量标准由0.5%降为0.3%,对保证工程的安全是必要 的。同时,与国标《岩土工程勘察规范》GB50021一2001(2009年 版)盐渍土的含盐量标准0.3%也保持了一致。 4.3.7多年冻土的判定和分类基本保持了原规范的内容。随着 生产发展和科学研究工作的深人,已经证明,多年冻土的融沉性以 融沉系数为指标进行分级的做法是正确的。本标准与国标《岩土 工程勘察规范》GB50021—2001(2009年版)的表6.6.2和《冻土 工程地质勘察规范》GB50324一2014的表3.2.2在以平均融化下 沉系数为指标的多年冻土融沉性分级标准保持了一致。本次修 订内容:①增加一栏“平均融化下沉系数,避免重复,删除原标准 的多年冻土的融沉性分级表4.3.7一2;②饱冰冻土碎石类土、砾 砂、粗砂、中砂(粉黏粒质量大于15%)融化后的潮湿程度划分栏 “出水量为10%~20%”修订为“出水量小于10%”;③饱冰冻土融 化后的潮湿程度划分栏中的细砂、粉砂、粉土的“饱和出水(出水 量小于10%)”修订为“饱和”;④饱冰冻土融化后的潮湿程度划分 栏中的黏性土“流塑”修订为“软塑”。 本次修订增加了季节冻土及季节融化层土的冻胀性分级相关 内容,成果资料主要参照了国标《冻土工程地质勘察规范》 GB50324一2014、行业标准《铁路工程特殊岩土勘察规程》
在该类土中,又针对含水状况、隔水层等划分为两种情况。 (1)研究表明:季节冻土或多年冻土季节融化层地基土的冻 胀,除与气温条件有关外,主要与土的类别、冻前含水率和地下水 应有关。当粉土、黏土颗粒增多时,土的冻胀性显著增大。如土中 含水率超过起始冻胀含水率时,在没有地下水补给的情况下,土层 乃有水分迁移现象存在,含水率发生重分布,并产生冻胀。细颗粒 土中,小于0.005mm粒径的颗粒含量大于60%时为不冻胀土,其 塑性指数大于22时,冻胀性降低一级。 (2)影响地基土冻胀的地下水深度主要是与各类土毛细水上 升高度有关的临界深度;黏土、粉质黏土的临界深度为1.2m~ 2.0m,粉土为1.0m~1.5m,砂土为0.5m。当地下水位低于临界 深度时,可不考虑地下水对冻胀的影响,仅考虑土中含水率的影 响,属封闭系统情况。当地下水位高于临界深度时,可按开系统 考虑土中含水率和地下水补给的影响。 (3)季节性冻土的分类目前没有查到国内外的统一规定,冻 土学术界认为:0~1 m,浅季节冻土;1 m~2 m,中季节冻土;大于