1、巖體的力學性能及分類 第四章第四章 巖體的力學性質及巖體分類巖體的力學性質及巖體分類巖體的力學性能及分類4-1 4-1 結構面、結構體、巖體結構面、結構體、巖體4-2 4-2 巖體的結構巖體的結構4-3 4-3 巖體的強度巖體的強度4-4 4-4 巖體破壞機理及破壞判據巖體破壞機理及破壞判據4-5 4-5 巖體的變形特性巖體的變形特性4-6 4-6 巖體質量評價及其分類巖體質量評價及其分類本章內容：本章內容：巖體的力學性能及分類授課學時：授課學時： 4 4本章重點難點：本章重點難點： 1 1、巖體結構；、巖體結構； 2 2、巖體的強度特征、巖體的強度特征 3 3、巖體的破壞機理、巖體的破壞機理

2、 4 4、巖體分類。、巖體分類。關鍵術語：關鍵術語：巖體結構，巖體強度，準巖體強度；巖體結構，巖體強度，準巖體強度；巖體變形，巖石巖體變形，巖石RQDRQD質量指標；完整性系數質量指標；完整性系數 ；巖石堅固性系數巖石堅固性系數巖體的力學性能及分類 要求：要求：1 1、掌握本課程重點難點內容；、掌握本課程重點難點內容；2 2、了解幾種有代表性的巖體分類方法；、了解幾種有代表性的巖體分類方法；3 3、了解我國工程巖體分級標準（、了解我國工程巖體分級標準（GB50218GB502189494）。）。巖體的力學性能及分類4-1 4-1 結構面、結構體、巖體結構面、結構體、巖體結構面：結構面：是指巖體

3、中存在著的各種不同成因和不同是指巖體中存在著的各種不同成因和不同特性的地質界面，包括物質的分界面、不連續面如特性的地質界面，包括物質的分界面、不連續面如節理、片理、斷層、不整合面等。節理、片理、斷層、不整合面等。結構體結構體：由結構面在巖體中切割而成的幾何體稱為：由結構面在巖體中切割而成的幾何體稱為結構體（巖石）。結構體（巖石）。巖體巖體：結構面和結構體的地質統一體。：結構面和結構體的地質統一體。巖體的力學性能及分類 一、結構體的大小一、結構體的大小 按規模結構體可分為：按規模結構體可分為： I I級結構體級結構體：由：由I I級結構面切割成的結構體級結構面切割成的結構體( (地質體地質體)

4、)。IIII級結構體級結構體：由：由I I級結構體經級結構體經IIII級結構面切割而成的級結構面切割而成的結構體結構體( (山體山體) )。IIIIII級結構體級結構體：IIII級結構體再經級結構體再經IIIIII級結構面切割而成級結構面切割而成的結構體。的結構體。IV級結構體級結構體：IIIIII級結構體再經級結構體再經IVIV級結構面切割而成級結構面切割而成的結構體（完整巖石或巖塊）。的結構體（完整巖石或巖塊）。巖體的力學性能及分類 二、結構體的塊度二、結構體的塊度 結構體的塊度通常指最小結構體的尺寸。在結構體的塊度通常指最小結構體的尺寸。在巖體工程穩定性分析中，結構體的塊度決定了巖巖體工

5、程穩定性分析中，結構體的塊度決定了巖體工程圍巖的破壞方式，從而決定了支護和加固體工程圍巖的破壞方式，從而決定了支護和加固方法。在開挖過程中結構體的塊度影響施工及臨方法。在開挖過程中結構體的塊度影響施工及臨時支護。時支護。巖體的力學性能及分類 二、結構體的形狀二、結構體的形狀1 1、板狀結構體：、板狀結構體：2 2、柱狀結構體：、柱狀結構體：3 3、錐形結構體：、錐形結構體： 結構體的形狀與巖石類型有關；與區域構造運動強度有關；結構體的形狀與巖石類型有關；與區域構造運動強度有關；與工程圍巖的破壞方式有關。與工程圍巖的破壞方式有關。巖體的力學性能及分類4-2 4-2 巖體的結構巖體的結構 巖體的結

6、構巖體的結構是指巖體中結構面和結構體的形態和組合特征。是指巖體中結構面和結構體的形態和組合特征。 按巖體被結構面分割的程度或結構體的形態特征，可將巖體結按巖體被結構面分割的程度或結構體的形態特征，可將巖體結構劃分為以下幾種基本類型：構劃分為以下幾種基本類型：巖體結構巖體結構整體結構整體結構 層狀結構層狀結構 塊狀結構塊狀結構 碎裂結構碎裂結構散體結構散體結構鑲嵌結構鑲嵌結構層狀碎裂結構層狀碎裂結構碎裂結構碎裂結構巖體的力學性能及分類1 1、整體結構、整體結構 巖性單一，節理不發育，無軟弱結構面或夾泥，層巖性單一，節理不發育，無軟弱結構面或夾泥，層面面 結合良好，滲流對巖體特性影響不大，結構尺寸

7、結合良好，滲流對巖體特性影響不大，結構尺寸大于工程尺寸。大于工程尺寸。完整性系數完整性系數 0.75 0.75結構面間距結構面間距 1.5 m 1.5 m巖土工程特征：整體性強度高，巖體穩定，可視為巖土工程特征：整體性強度高，巖體穩定，可視為均質、各向同性的連續介質。均質、各向同性的連續介質。巖體的力學性能及分類2 2、塊狀結構、塊狀結構節理發育，有若干軟弱夾層或貫通微張裂隙將巖體切割節理發育，有若干軟弱夾層或貫通微張裂隙將巖體切割成柱狀、塊狀或菱形等結構體。工程范圍內，有兩組以上成柱狀、塊狀或菱形等結構體。工程范圍內，有兩組以上節理明顯發育，構成影響工程穩定性的危險巖塊，其尺寸節理明顯發育，

8、構成影響工程穩定性的危險巖塊，其尺寸小于工程幾何尺寸。小于工程幾何尺寸。完整性系數完整性系數 0.350.350.750.75結構面間距結構面間距 0.70.71.5 m1.5 m巖土工程特征：整體性強度高，結構面相互牽制，巖體巖土工程特征：整體性強度高，結構面相互牽制，巖體基本穩定，接近彈性各向同性體?；痉€定，接近彈性各向同性體。巖體的力學性能及分類3 3、層狀結構、層狀結構 由中厚（由中厚（0.250.250.5 0.5 m m）及薄層（及薄層（0.250.25m m）的均一、堅硬、的均一、堅硬、軟弱或軟硬相間的沉積巖或沉積變質巖形成的巖體。結構面軟弱或軟硬相間的沉積巖或沉積變質巖形成的

9、巖體。結構面以層理、片理、節理為主，往往有層間錯動，結構體呈板狀、以層理、片理、節理為主，往往有層間錯動，結構體呈板狀、片狀互相緊密疊合。片狀互相緊密疊合。完整性系數：層狀完整性系數：層狀 0.30.30.60.6; ; 薄層狀薄層狀 0.40.4結構面間距：層狀結構面間距：層狀 0.250.250.5 m 0.5 m ；薄層狀；薄層狀 0.25 m0.25 m巖土工程特征：巖土工程特征：工程范圍內，一組節理明顯發育，在層內具工程范圍內，一組節理明顯發育，在層內具有均一的地質特征與力學特性，屬各向異性、層內均質的連有均一的地質特征與力學特性，屬各向異性、層內均質的連續介質。續介質。其變形和強度

10、特征受層面及巖層組合控制，巖體穩其變形和強度特征受層面及巖層組合控制，巖體穩定性較差。定性較差。巖體的力學性能及分類4 4、碎裂結構、碎裂結構 構造發育，各種結構面與斷裂交叉發育，且多為泥質充填。構造發育，各種結構面與斷裂交叉發育，且多為泥質充填。巖體破碎，呈塊狀或片狀，局部裹有堅硬的大塊或條塊狀巖巖體破碎，呈塊狀或片狀，局部裹有堅硬的大塊或條塊狀巖石，屬不均一的不連續介質，穩定性很差。石，屬不均一的不連續介質，穩定性很差。 巖體巖體完整性系數完整性系數 結構面間距結構面間距 鑲嵌結構鑲嵌結構 0.36 0.5m 層狀碎裂結構層狀碎裂結構 0.4 0.5m 破碎結構破碎結構 0.3 0.5m巖

11、體的力學性能及分類5 5、散體結構、散體結構 主要為各種劇烈風化或擠壓破碎的巖體或土體。結主要為各種劇烈風化或擠壓破碎的巖體或土體。結構面相當發育，呈網狀，巖體極度破碎，并混有斷層構面相當發育，呈網狀，巖體極度破碎，并混有斷層泥，呈松散堆積或壓密堆積。泥，呈松散堆積或壓密堆積。 完整性系數：完整性系數：0.22a,h2a,矩形截面矩形截面. .加壓裝置：千斤頂，應力枕。加壓裝置：千斤頂，應力枕。巖體的力學性能及分類4-4 4-4 巖體破壞機理及破壞判據巖體破壞機理及破壞判據 一、巖體破壞的概念一、巖體破壞的概念 巖體在一定的應力條件下喪失其結構聯結為巖體破壞巖體在一定的應力條件下喪失其結構聯結

12、為巖體破壞（喪失承載力和穩定性）。巖體在結構喪失之后的運動稱為（喪失承載力和穩定性）。巖體在結構喪失之后的運動稱為巖體工程結構的破壞（影響工程使用、報廢）。巖體工程結構的破壞（影響工程使用、報廢）。 工程巖體破壞可分為兩個階段：工程巖體破壞可分為兩個階段：1 1、巖體結構聯結的喪失，包括結構面開裂、錯動或滑移，、巖體結構聯結的喪失，包括結構面開裂、錯動或滑移，結構體拉伸破壞或剪切破壞；結構體拉伸破壞或剪切破壞；2 2、結構體運動。如邊坡滑動、傾倒、滾石、采場冒頂等。、結構體運動。如邊坡滑動、傾倒、滾石、采場冒頂等。巖體的力學性能及分類二、二、 巖體破壞機理巖體破壞機理 （一）拉伸破壞一）拉伸破

13、壞1 1、垂直結構面方向的拉伸破壞。、垂直結構面方向的拉伸破壞。pt L 2 2、沿結構面方向的拉伸破壞。、沿結構面方向的拉伸破壞。3 3、完整巖體的拉伸破壞。、完整巖體的拉伸破壞。巖體的力學性能及分類二、二、 巖體破壞機理巖體破壞機理 （二）剪切破壞（二）剪切破壞1 1、沿結構面的剪切破壞（取決于結構面的強度）、沿結構面的剪切破壞（取決于結構面的強度）2 2、切穿結構面的剪切破壞（取決于巖石的強度）、切穿結構面的剪切破壞（取決于巖石的強度）巖體的力學性能及分類臨空面臨空面臨空面臨空面巖體的力學性能及分類三三 巖體破壞判據巖體破壞判據1 1、耶格爾判據：耶格爾提出巖體沿結構面剪切破壞的條件。耶

14、格爾判據：耶格爾提出巖體沿結構面剪切破壞的條件。節理面極限應力平衡方程：節理面極限應力平衡方程：jjjjjc sin)2sin(sin2cos2331 （1 1）當節理面傾角）當節理面傾角滿足滿足1 12 2 , ,且且j j /2/2時，時，節理才會對巖體產生影響，這時巖體的強度取決于節理的強度；節理才會對巖體產生影響，這時巖體的強度取決于節理的強度；（2 2）45450 0j j/2/2時，巖體強度最低，其莫爾圓直徑最小。時，巖體強度最低，其莫爾圓直徑最小。（3 3）當）當 2 2 時，巖體強度與節理無關，取決于巖石時，巖體強度與節理無關，取決于巖石的強度。的強度。巖體的力學性能及分類1

15、c1 耶格爾判據耶格爾判據 tgcfjjjc tg 3 1 331sin)2sin(sin2cos2 jjjjjc巖體的力學性能及分類如圖，圍壓如圖，圍壓3 3=c=c增加，增加， 即即c1c2,c1c2,巖體的強度隨之增大。巖體的強度隨之增大。1222)(2 jjjRPMRQM )ctgc (sinsin2jj11mmjj 巖體的力學性能及分類2 2、霍克布朗經驗判據霍克布朗經驗判據 )(131smcbc 式中式中: :c c完整巖石單軸抗壓強度；完整巖石單軸抗壓強度； m mb b霍克布朗常數；霍克布朗常數； s s，取決于巖體特征的常數，對于完整巖石，取決于巖體特征的常數，對于完整巖石，

16、s=1, s=1, =0.5 =0.5。巖體的力學性能及分類4-5 4-5 巖體的變形特性巖體的變形特性 一、巖體的單軸和三軸壓縮變形特性一、巖體的單軸和三軸壓縮變形特性1 1、現場巖體的單軸和三軸壓縮試驗的應力應變全過程曲線現場巖體的單軸和三軸壓縮試驗的應力應變全過程曲線巖體的力學性能及分類2 2、典型的巖體應力應變全過程曲線、典型的巖體應力應變全過程曲線oBA DC 4 4個階段：個階段：（1 1）裂隙壓密階段（）裂隙壓密階段（OAOA）：）：曲線上凹曲線上凹（2 2）彈性變形階段（）彈性變形階段（ABAB）: :呈直線呈直線（3 3）塑性變形階段（）塑性變形階段（BCBC）：）：曲線下凹

17、曲線下凹（4 4）破壞后階段（）破壞后階段（CDCD）：）： 殘余強度殘余強度D D 峰值強度峰值強度C C巖體的力學性能及分類3 3、巖體變形曲線的基本形式、巖體變形曲線的基本形式（1 1）直線型：堅硬、完整無裂隙巖體）直線型：堅硬、完整無裂隙巖體直線型直線型下凹型下凹型上凹型上凹型S S型型（2 2）下凹型：節理裂隙發育，泥質充填，巖性軟弱）下凹型：節理裂隙發育，泥質充填，巖性軟弱（3 3）上凹型：堅硬但裂隙發育，多呈張開而無充填物）上凹型：堅硬但裂隙發育，多呈張開而無充填物其它形式可看成是這三種形式的組合，如其它形式可看成是這三種形式的組合，如S S型。型。巖體的力學性能及分類4 4、巖

18、石與巖體的應力應變曲線、巖石與巖體的應力應變曲線巖體的力學性能及分類二二、 巖體剪切變形特征巖體剪切變形特征 巖體的剪切變形是許多巖體工程特別是邊坡工程中最常巖體的剪切變形是許多巖體工程特別是邊坡工程中最常見的變形模式。見的變形模式。 在屈服點以下，變形曲線與壓縮變形相似。屈服點以后，巖在屈服點以下，變形曲線與壓縮變形相似。屈服點以后，巖體內某個結構面和結構體可能首先被剪壞，隨之出現一次應力降，體內某個結構面和結構體可能首先被剪壞，隨之出現一次應力降，峰值前可能出現多次應力降。當應力增加到一定程度，沒被剪壞峰值前可能出現多次應力降。當應力增加到一定程度，沒被剪壞部位以瞬間破壞的方式出現，并伴有

19、一次大的應力降，然后可能部位以瞬間破壞的方式出現，并伴有一次大的應力降，然后可能產生穩定滑移。產生穩定滑移。巖體的力學性能及分類三、巖體各向異性變形特征三、巖體各向異性變形特征1 1、特征：垂直層面方向巖體變形模量、特征：垂直層面方向巖體變形模量E E明顯小于平行層面明顯小于平行層面方向巖體的變形模量方向巖體的變形模量E E 。 1E2E3El3l1l2l(a)(a)垂直層面加力垂直層面加力1 1E2E3El3l1l2l(b)(b)平行層面加力平行層面加力3 2 巖體的力學性能及分類2 2、變形機制不同：、變形機制不同：3 3、構成巖體變形各向異性的兩個基本要素：、構成巖體變形各向異性的兩個基

20、本要素：（1 1）物質成分和物質結構的方向性）物質成分和物質結構的方向性（2 2）結構面的方向性）結構面的方向性（1 1）垂直層面的壓縮變形量主要是由巖塊和結構面（軟弱）垂直層面的壓縮變形量主要是由巖塊和結構面（軟弱夾層）壓密匯集而成；層狀巖體不僅開裂層面壓縮變形量大，夾層）壓密匯集而成；層狀巖體不僅開裂層面壓縮變形量大，而且在成巖過程中，由于沉積規律的變化，層面出現在礦物而且在成巖過程中，由于沉積規律的變化，層面出現在礦物連結力弱、致密度低的部位，這是垂直層面方向壓縮變形量連結力弱、致密度低的部位，這是垂直層面方向壓縮變形量大的另一個原因。大的另一個原因。（2 2）平行層面方向的壓縮變形量主

21、要是巖塊和少量結構面）平行層面方向的壓縮變形量主要是巖塊和少量結構面錯動而成。錯動而成。巖體的力學性能及分類四、原位巖體變形參數測定四、原位巖體變形參數測定 常用的靜力法有：承壓板試驗（千斤頂荷載試常用的靜力法有：承壓板試驗（千斤頂荷載試驗）、徑向荷載試驗、水壓法等。驗）、徑向荷載試驗、水壓法等。目的：測定巖體的變形指標目的：測定巖體的變形指標E E、，測定測定關系。關系。 巖體現場變形試驗方法：靜力法、動力法（彈性波巖體現場變形試驗方法：靜力法、動力法（彈性波測量法）測量法）巖體的力學性能及分類1 1、表面承壓板試驗、表面承壓板試驗(1)(1)試驗裝置試驗裝置 由四部分組成：墊板（承壓板）、

22、加荷裝置由四部分組成：墊板（承壓板）、加荷裝置（千斤頂或壓力枕）、傳力裝置（傳力支柱、傳力柱墊板）、（千斤頂或壓力枕）、傳力裝置（傳力支柱、傳力柱墊板）、變形測量裝置（測微計）變形測量裝置（測微計）巖體的力學性能及分類 采用何種加荷方式，采用何種加荷方式，可根據巖體結構和工程要可根據巖體結構和工程要求而定。求而定。完整巖體完整巖體：可采用大循環：可采用大循環加荷方式，以確定巖體在加荷方式，以確定巖體在不同荷載下的變形特性；不同荷載下的變形特性；多裂隙巖體多裂隙巖體：可采用多循環或單循環加荷方式，以了解各種：可采用多循環或單循環加荷方式，以了解各種結構面對巖體變形的影響。結構面對巖體變形的影響。

23、（2 2）加荷方式）加荷方式巖體的力學性能及分類 設墊板總變形（位移）量為設墊板總變形（位移）量為W W0 0, ,其中彈性變形量為其中彈性變形量為W We e, ,塑性變形量為塑性變形量為W Wp p, ,則巖體的變形指標：則巖體的變形指標：式中：式中：pp受荷面單位面積上的壓力受荷面單位面積上的壓力；bb承壓板直徑或邊承壓板直徑或邊長長; ;與承壓板形狀和剛度有關的系數，方形板為與承壓板形狀和剛度有關的系數，方形板為0.880.88，圓，圓形板為形板為0.790.79；巖體泊松比。巖體泊松比。巖體變形模量：巖體變形模量：巖體彈性模量巖體彈性模量：020)1(WpbE eeWpbE )1(2

24、 巖體的力學性能及分類2 2、鉆孔承壓板法、鉆孔承壓板法 表面承壓板法測得的巖體表面承壓板法測得的巖體變形模量偏低，這是由于工程變形模量偏低，這是由于工程巖體表面附近巖體大多發生了巖體表面附近巖體大多發生了不同程度的松動。為了排除松不同程度的松動。為了排除松動的影響，開始采用孔底承壓動的影響，開始采用孔底承壓板法測定巖體變形模量。測定板法測定巖體變形模量。測定結果表明結果表明：孔底承壓板法測得孔底承壓板法測得的原位巖體變形參數比表面承的原位巖體變形參數比表面承壓板試驗測定值高很多，甚至壓板試驗測定值高很多，甚至高達高達1010余倍。余倍。巖體的力學性能及分類巖體動彈性模量巖體動彈性模量E Ed

25、 d的測定：的測定： 采用小量藥包爆炸激發地震波，在距震源一定距離設置采用小量藥包爆炸激發地震波，在距震源一定距離設置檢波器，檢測彈性波。根據彈性波波速算出動彈性模量檢波器，檢測彈性波。根據彈性波波速算出動彈性模量E Ed d和和動泊松比動泊松比d d。dddpdvE 1)21)(1(2)(222222spspdvvvv 式中：式中：v vp,p,v,vs s縱波波速和橫波波速，縱波波速和橫波波速，為巖體密度。為巖體密度。一般而言：一般而言：E Ed d E Ee , e , d d 。巖體的力學性能及分類4-6 4-6 巖體質量評價及其分類巖體質量評價及其分類 巖體分類巖體分類是對影響巖體穩

26、定性和影響工程設計、施工和是對影響巖體穩定性和影響工程設計、施工和維護的各種因素建立一些評價指標，對工程轄區巖體進行評維護的各種因素建立一些評價指標，對工程轄區巖體進行評價，劃分出不同的的級別或類別。價，劃分出不同的的級別或類別。 分類的目的分類的目的：為巖體工程建設的勘察、設計、施工和編：為巖體工程建設的勘察、設計、施工和編制定額提供必要的基本依據。制定額提供必要的基本依據。 按分類目的，可分為按分類目的，可分為綜合性和專題性兩種綜合性和專題性兩種；按其所涉及；按其所涉及的因素多少，可分為的因素多少，可分為單因素分類法和多因素分類法單因素分類法和多因素分類法兩種。兩種。巖體的力學性能及分類一

27、、工程巖體分類的參考影響因素一、工程巖體分類的參考影響因素1 1、巖石的質量、巖石的質量。主要表現在巖石的強度和變形性質方面。主要表現在巖石的強度和變形性質方面。2 2、巖體的完整性、巖體的完整性。巖體完整性取決于不連續面的組數和密度。巖體完整性取決于不連續面的組數和密度?？捎媒Y構面頻率可用結構面頻率( (裂隙度）、間距、巖心采取率、巖石質量指標裂隙度）、間距、巖心采取率、巖石質量指標RQDRQD以及完整性系數作為定量指標進行描述。這些定量指標是表以及完整性系數作為定量指標進行描述。這些定量指標是表征巖體工程性質的重要參數。征巖體工程性質的重要參數。3 3、結構面條件、結構面條件。包括結構面產

28、狀、粗糙度和充填情況。巖體的。包括結構面產狀、粗糙度和充填情況。巖體的工程性質主要取決于結構面的性質和分布狀態以及其間的充填工程性質主要取決于結構面的性質和分布狀態以及其間的充填物性質。物性質。巖體的力學性能及分類一、工程巖體分類的參考影響因素一、工程巖體分類的參考影響因素4 4、巖體及結構面的風化程度、巖體及結構面的風化程度。風化程度越高，巖體越破。風化程度越高，巖體越破碎，強度越低碎，強度越低 。5 5、地下水的影響、地下水的影響。滲流，軟化，膨脹，崩解，靜、動水。滲流，軟化，膨脹，崩解，靜、動水壓力等。壓力等。6 6、地應力、地應力。地應力難于測定，它對工程的影響程度也難。地應力難于測定

29、，它對工程的影響程度也難于確定，因此，其影響一般在綜合因素中反映。于確定，因此，其影響一般在綜合因素中反映。 巖體的力學性能及分類二、幾種有代表性的工程巖體分類方法二、幾種有代表性的工程巖體分類方法式中：式中：R Rc c巖石單軸抗壓強度，巖石單軸抗壓強度，Mpa f 20 20 為為1 1級，最堅固；級，最堅固； f 0.30.3為第為第1010級，最軟弱。級，最軟弱。優點：形式簡單，使用方便。優點：形式簡單，使用方便。缺點：未考慮巖體的完整性、巖體結構特征對穩定性影響，缺點：未考慮巖體的完整性、巖體結構特征對穩定性影響，故不能準確評價巖體的穩定性。故不能準確評價巖體的穩定性。10cRf 1

30、 1、普氏分類法、普氏分類法 以巖石試件的單軸抗壓強度作為分類依據，根據普氏以巖石試件的單軸抗壓強度作為分類依據，根據普氏堅固性系數堅固性系數 f 將巖石分為十級。將巖石分為十級。 f 值越大，巖體越穩定。值越大，巖體越穩定。巖體的力學性能及分類2 2、巖石單軸抗壓強度分類、巖石單軸抗壓強度分類我國工程界按巖石單軸抗壓強度將巖體分為四類：我國工程界按巖石單軸抗壓強度將巖體分為四類： 類別類別 巖石單軸抗壓強度巖石單軸抗壓強度 c(Mpa)堅固性堅固性 250160特堅固特堅固 160100堅固堅固 10040次堅固次堅固 0.75 0.750.550.550.350.350.151025015

31、 4810025012 245010071225 504不采用不采用5 252不采用不采用1 51不采用不采用 10巖體的力學性能及分類（2 2）對應于巖芯質量指標的巖體評分值）對應于巖芯質量指標的巖體評分值R R2 2RQD（）（） 91100 769051752650 3 130.310.050.30.05評分值評分值302520105巖體的力學性能及分類（4 4）對于節理狀態的巖體評分值）對于節理狀態的巖體評分值R R4 4 說明說明評分值評分值尺寸有限的粗糙的表面、硬巖壁尺寸有限的粗糙的表面、硬巖壁25略粗糙的表面、張開度略粗糙的表面、張開度1mm，硬巖壁，硬巖壁20略粗糙的表面、張開

32、度略粗糙的表面、張開度5mm的斷層泥充填的張開節理的斷層泥充填的張開節理;張開度張開度5mm的節理，延伸超過數米的節理，延伸超過數米0巖體的力學性能及分類（5 5）取決于地下水狀態的巖體評分值）取決于地下水狀態的巖體評分值R R5 5每米隧道的涌水每米隧道的涌水量（量（L/min）節理水壓力與最節理水壓力與最大主應力的比值大主應力的比值總的狀態總的狀態評分值評分值無無0完全干燥完全干燥15101250.5有嚴重地下水有嚴重地下水問題，流水問題，流水0巖體的力學性能及分類（6 6）節理方位對）節理方位對RMR的修正值的修正值R R6 6方位對工程的影方位對工程的影響評價響評價隧道隧道地基地基邊坡

33、邊坡很有利很有利000有利有利225一般一般5725不利不利101550很不利很不利1225巖體的力學性能及分類（7 7）節理走向與傾角對隧道掘進的影響）節理走向與傾角對隧道掘進的影響節理走向垂直于隧道軸線節理走向垂直于隧道軸線節理走向平行于節理走向平行于隧道軸線隧道軸線傾角傾角00200順傾向掘進順傾向掘進逆傾向掘進逆傾向掘進傾角傾角450900200450450900200450450900200450不考慮走不考慮走向向很有利很有利有利有利一般一般不利不利很不利很不利一般一般巖體的力學性能及分類 根據總分確定巖體分級根據總分確定巖體分級654321RRRRRRRMR 類別類別 巖體描述巖

34、體描述巖體評分值巖體評分值RMR 很好很好81100 好好6180 較好較好4160較差較差2140 很差很差020巖體的力學性能及分類巖體分級的意義巖體分級的意義 考慮不支護隧道的自穩時間考慮不支護隧道的自穩時間分類號分類號平均自穩平均自穩時間時間15m跨，跨，20年年10m跨，跨，1年年5m跨，跨，1星期星期2.5m跨，跨，10h1m跨，跨，30min巖體的內巖體的內聚力聚力(kPa)400 300400200300100200 450350450250350150250 60 60303015155 0.750.750.550.550.350.350.150.15完整程度完整程度完整完整

35、較完整較完整較破碎較破碎破碎破碎極破碎極破碎J Jv v35Kv0.750.750.550.550.350.350.15 90K 90Kv v+30 +30 時，應以時，應以C C=90K=90Kv v+30 +30 代入上式計算代入上式計算Q Q值；值；當當K Kv v 0.04 0.04 C C+0.4+0.4時，應以時，應以K Kv v=0.04=0.04C C+0.4+0.4代入上式計算代入上式計算Q Q值；值；vcKBQ250390 式中：式中：BQBQ巖體基本質量指標；巖體基本質量指標； C C巖石飽和單軸抗壓強度巖石飽和單軸抗壓強度( (Mpa);Mpa); K Kv v巖體完整

36、性系數。巖體完整性系數。巖體的力學性能及分類B B、按按BQBQ值進行巖體基本質量分級值進行巖體基本質量分級基本質量基本質量級別級別巖體基本質量定性特征巖體基本質量定性特征巖體基本質巖體基本質量指標量指標(BQ)(BQ)堅硬巖，巖體完整；堅硬巖，巖體完整；550550堅硬巖，巖體較完整；堅硬巖，巖體較完整；較堅硬巖，巖體完整；較堅硬巖，巖體完整；550451550451堅硬巖，巖體較破碎；堅硬巖，巖體較破碎；較堅硬巖或軟硬巖互層，巖體較完整；較堅硬巖或軟硬巖互層，巖體較完整；較軟巖，巖體完整；較軟巖，巖體完整；450351450351堅硬巖，巖體破碎；堅硬巖，巖體破碎；較堅硬巖，巖體較破碎破碎；較堅硬巖，巖體較破碎破碎；較軟巖或軟硬巖互層，且以軟巖為主，巖體較軟巖或軟硬巖互層，且以軟巖為主，巖體 較完整較破較完整較破碎；碎；軟巖，巖體完整較完整；軟巖，巖體完整較完整；350251350251較軟巖，巖體破碎；較軟巖，巖體破碎；軟巖，巖體較破碎破碎；軟巖，巖體較破碎破碎；全部極軟巖及全部極破碎巖；全部極軟巖及全部極破碎巖；250450 450351 350251 250潮濕或點滴出水潮濕或點滴出水 0 0.10.20.30.40.6淋雨狀或涌流狀出水，淋雨狀或涌流狀出水，水壓水壓0.1MPa或單位出或