1、中華人民共和國國家標準  工 程 巖 體 分 級 標 準 Standard for engineering classification of rock masses GB 5021894           主編部門：中華人民共和國水利部 批準部門：中華人民共和國建設部 施行日期：1 9 9 5 年 7 月 1 日      中 國 計 劃 出 版 社 1995 北 京 關于發布國家標準工程巖體分級標準的通知  建標1994673號  根據國家計委計綜1986 450號文的

2、要求，由水利部主編，會同有關部門共同制訂的國家標準工種巖體分級標準，已經有關部門會審?，F批準工程巖體分級標準GB 5021894為強制性國家標準，自一九九五年七月一日起施行。 本標準由水利部負責管理，其具體解釋等工作由水利部長江科學院負責，出版發行由建設部標準定額研究所負責組織。   中華人民共和國建設部 一九九四年十一月五日1 總 則  為建立統一的評價工程巖體穩定性的分級方法；為巖石工程建設的勘察、設計、施工和編制定額提供必要的基本依據，制定本標準。 本標準適用于各類型巖石工程的巖體分級。 工程巖體分級，應采用定性與定量相結合的方法，并分兩步進行，先確定巖體基

3、本質量，再結合具體工程的特點確定巖體級別。 工程巖體分級所必需的地質調查和巖石試驗，除應符合本標準外，尚應符合有關現行國家標準的規定。2   術語、符號 2.l 術 語 巖石工程 rock engineering 以巖體為工程建筑物地甚或環境，并對巖體進行開挖或加固的工程，包括地下工程和地面工程。 工程巖體 engineering rock mass 巖石工程影響范圍內的巖體，包括地下工程巖體、工業與民用建筑地基、大壩基巖、邊坡巖體等。 巖體基本質量 rock mass basic quality 巖體所固有的、影響工程巖體穩定性的最基本屬性，巖體基本質量由巖石堅

4、硬程度和巖體完整程度所決定。 結構面 structural Plane（discontilnuity） 巖體內開裂的和易開裂的面，如層面、節理、斷層、片理等，又稱不連續面。 巖體完整性指數（KV）（巖體速度指數） intactness index of rock mass（velocity index of rock mass） 巖體彈性縱波速度與巖石彈性縱波速度之比的平方。 巖體體積節理數（JV） volumetric joint count of rock mass 單體巖體體積內的節理（結構面）數目。 點荷載強度指數從（IS（50） point load strength index 直

5、徑50mm圓柱形試件徑向加壓時的點荷載強度。 地下工程巖體自穩能力（standup time of rock mass for underground excavation） 在不支護條件下，地下工程巖體不產生任何形式破壞的能力。 初始應力場initial stress field 在自然條件下，由于受自重和構造運動作用，在巖體中形成的應力場，也稱天然應力場。2.2 符 號 編 號 符 號 涵 義 巖石重力密度 RC 巖石單軸飽和抗壓強度 IS（50） 巖石點荷載強度指數 E 巖體變形模量 v 巖體泊松比 巖體或結構面內摩擦角 C 巖體或結構面粘聚力 Kv 巖體完整性單數 Jv 巖體體積節理數

6、 K1 地下水影響修正系數 K2 主要軟弱結構面產狀影響修正系數 K3 初始應力狀態影響修正系數 f0 基巖承載力基本值 基巖形態影響折減系數 BQ 巖體基本質量指標 BQ 巖體基本質量指標修正值 3 巖體基本質量的分級因素 3.1 分級因素及其確定方法 巖體基本質量應由巖石堅硬程度和巖體完整程度兩個因素確定。 巖石堅硬程度和巖體完整程度，應采用定性劃分和定量指標兩種方法確定。 3.2 巖石堅硬程度的定性劃分 巖石堅硬程度，應按表3.2.1進行定性劃分。  巖石堅硬程度的定性劃分 表 名 稱定 性 鑒 定代表性巖石硬 質 巖 堅 硬 巖 錘擊聲清脆，有回彈，震手，難擊碎； 浸水后，大

7、多無吸水反應 末風化微風化的； 花崗巖、正長巖、閃長巖、輝綠巖、玄武巖、安山巖、片麻巖、石英片巖、硅質板巖、石英巖、硅質膠結的礫巖、石英砂巖、硅質石灰巖等 較堅硬巖 錘擊聲較清脆，有輕微回彈，稍震手，較難擊碎； 浸水后，有輕微吸水反應 1.弱風化的堅硬巖； 2.未風化微風化的： 熔結凝灰巖、大理巖、板巖、白云巖、石灰巖、鈣質膠結的砂巖等 軟 質 巖 較軟巖 錘擊聲不清脆，無回彈，較易擊碎； 浸水后，指甲可刻出印痕 1.強風化的堅硬巖； 2.弱風化的較堅硬巖； 3.未風化微風化的： 凝灰巖、千枚巖、砂質泥巖、泥灰巖、泥質砂巖、粉砂巖、頁巖等 軟 巖 錘擊聲啞，無回彈，有凹痕，易擊碎； 浸水后，手

8、可掰開 1.強風化的堅硬巖； 2.弱風化強風化的較堅硬巖； 3.弱風化的較軟巖； 4.未風化的泥巖等 極軟巖 錘擊聲啞，無回彈，有較深凹痕，手可捏碎； 浸水后，可捏成團 1.全風化的各種巖石； 2.各種半成巖 巖石堅硬程度定性劃分時，其風化程度應按表3.2.2確定。 巖石風化程度的劃分 表 名 稱風 化 特 征未風化 結構構造未變，巖質新鮮 微風化 結構構造、礦物色澤基本未變，部分裂隙面有鐵錳質渲染 弱風化 結構構造部分破壞，礦物色澤較明顯變化，裂隙面出現風化礦物或存在風化夾層 強風化 結構構造大部分破壞，礦物色澤明顯變化，長石、云母等多風化成次生礦物 全風化 結構構造全部破壞，礦物成分除石英

9、外，大部分風化成土狀  3.3 巖體完整程度的定性劃分 巖體完整程度，應按表3.3.1進行定性劃分。 巖體完整程度的定性劃分 表 名 稱 結構面發育程度 主要結構面 的結合程度 主要結構面類型 相應結構類型 組數 平均間距(m) 完 整 12 1.0 結合好或 結合一般 節理、裂隙、層面 整體狀或巨厚層狀結構 較完整 12 1.0 結 合 差 節理、裂隙、層面 塊狀或厚層狀結構 23 1.00.4 結合好或 結合一般 塊狀結構 較破碎 23 1.00.4 結 合 差 節理、裂隙、 層面、小斷層 裂隙塊狀或中厚層狀結構 3 0.40.2 結 合 好 鑲嵌碎裂結構 結合一般 中、薄層狀結

10、構 破 碎 3 0.40.2 結合差 各種類型 結 構 面 裂隙塊狀結構 0.2 結合一般 或結合差 碎裂結構 極破碎無序結合很差散體狀結構注：平均間距指主要結構面（12組）間距的平均值。 結構面的結合程度，應根據結構面特征，按表3.3.2 確定。  結構面結合程度的劃分 表 名 稱 結 構 面 特 征 結 合 好 張開度小于1mm，無充填物； 結 合 好 張開度13mm，為硅質或鐵質膠結； 張開度大于3mm，結構面粗糙，為硅質膠結 結合一般 張開度13mm，為鈣質或泥質膠結； 張開度大于3mm，結構面粗糙，為鐵質或鈣質膠結 結 合 差 張開度13mm，結構面平直，為泥質或泥質和鈣質

11、膠結； 張開度大于3mm，多為泥質或巖屑充填 結合很差 泥質充填或泥夾巖屑充填，充填物厚度大于起伏差 3.4 定量指標的確定和劃分 巖石堅硬程度的定量指標，應采用巖石單軸飽和抗壓強度（RC）。RC應采用實用測值。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（IS（50）的算值，并按下式換算： RC22.82I （） 巖石單軸飽和抗壓強度（RC）與定性劃分的巖石堅硬程度的對應關系，可按表3.4.2表確定。  RC與定性劃分的巖石堅硬程度的對應關系 表 RC（MPa） 60 6030 3015 155 5 堅硬程度 堅硬巖 較堅硬巖 較軟巖 軟巖 極軟巖 巖體完整程度的定量指標

12、，應采用巖體完整性指數（Kv）。Kv應采用實測值。當無條件取得實測值時，也可用巖體體積節理數（Jv），按表3.4.3確定對應的Kv值。 Jv與Kv對照表 表 Jv（條m3） 3 310 1020 2035 35 Kv 0.75 0.750.55 0.550.35 0.350.15 0.15 巖體完整性指數（Kv）與定性劃分的巖體完整程度的對應關系，可按表3.4.4確定。 Kv與定性劃分的巖體完整程度的對應關系 表 Kv 0.75 0.750.55 0.550.35 0.350.15 0.15 完整程度 完整 較完整 較破碎 破碎 極破碎 定量指標Kv、Jv的測試，應符合本標準附錄A的規定。 4

13、 巖體基本質量分級 4.1 基本質量級別的確定 巖體基本質量分級，應根據巖體基本質量的定性特征和巖體基本質量指標（BQ）兩者相結合，按表4.1.1確定。 巖體基本質量分級 表 基本質 量級別 巖體基本質量的定性特征 巖體基本質 量指標(BQ) 堅硬巖，巖體完整 550 堅硬巖，巖體較完整； 較堅硬巖，巖體完整 550451 堅硬巖，巖體較破碎； 較堅硬巖或軟硬巖互層，巖體較完整； 較軟巖，巖體完整 450351 堅硬巖，巖體破碎； 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，巖體較完整較破碎； 軟巖，巖體完整較完整 350251 較軟巖，巖體破碎； 軟巖，巖體較破碎破碎； 全

14、部極軟巖及全部極破碎巖 250 當根據基本質量定性特征和基本質量指標（BQ）確定的級別不一時，應通過對定性劃分和定量指標的綜合分析，確定巖體基本質量級別。必要時，應重新進行測試。  4.2 基本質量的定性特征和基本質量指標 巖體基本質量的定性特征，應由表3.2.1和表3.3.1所確定的巖石堅硬程度和巖體完整程度組合確定。 巖體基本質量指標（BQ），應根據分級因素的定量指標Rc的兆帕數值和Kv，按下式計算： BQ903Rc250Kv （） 注：使用（）式時，應遵守下列限制條件： 當Rc90Kv30時，應以Rc90Kv30和Kv代入計算BQ值。 當Kv0.04Rc0.4時，應以Kv0.0

15、4Rc0.4和Rc代入計算BQ值。5 工程巖體級別的確定5.1 一般規定 對工程巖體進行初步定級時，宜按表4.1.1規定的巖體基本質量級別作為巖體級別。 對工程巖體進行詳細定級時，應在巖體基本質量分級的基礎上，結合不同類型工程的特點，考慮地下水狀態、初始應力狀態、工程軸線或走向線的方位與主要軟弱結構面產狀的組合關系等必要的修正因素，其中邊坡巖體，還應考慮地表水的影響。 巖體初始應力狀態，當無實測資料時，可根據工程埋深或開挖深度、地形地貌、地質構造運動史、主要構造線和開挖過程中出現的巖爆、巖芯餅化等特殊地質現象，按本標準附錄B作出評估。 當巖體的膨脹性、易溶性以及相對于工程范圍，規模較大、貫通性

16、較好的軟弱結構面成為影響巖體穩定性的主要因素時，應考慮這些因素對工程巖體級別的影響。 巖體初步定級時，巖體物理力學參數，可按本標準附錄C中表C.0.1選用。結構面抗剪斷峰值強度參數，可根據巖石堅硬程度和結構面結合程度，按本標準附錄C中表C.0.2選用。 5.2 工程巖體級別的確定 地下工程巖體詳細定級時，如遇有下列情況之一時，應對巖體基本質量指標（BQ）進行修正，并以修正后的值按表4.1.1確定巖體級別。 .1 有地下水； .2 巖體穩定性受軟弱結構面影響，且出一組起控制作用； .3 存在本標準附錄B表B.0.1所列高初始應力現象。 地下工程巖體基本質量指標修正值（BQ），可按附錄D計算。 對

17、跨度等于或小于20m的地下工程，當已確定級別的巖體，其實際的自穩能力，與本標準附錄E相應級別的自穩能力不相符時，應對巖體級別作相應調整。 對大型的或特殊的地下工程巖體，除應按本標準確定基本質量級別外，詳細定級時，尚可采用有關標準的方法，進行對比分析，綜合確定巖體級別。 工業與民用建筑地基巖體應按表4.1.1規定的基本質量級別定級。 工業與民用建筑地基巖體基巖承載力可按下列規定確定： .1 各級巖體基巖承載力基本值（f0）可按表5.261確定。 基巖承載力基本值（f0） 表1 巖體級別 f0（MPa） 7.0 7.04.0 4.02.0 2.00.5 0.5 .2 考慮基巖形態影響時，基巖承載力

18、標準值（fk）可按下式確定。 fkf0 （） .3 基巖形態影響折減系數（）, 可按表5.2.62選用。 基巖形態影響折城系數 表2 基巖形態 平 坦 型 反 坡 型 順 坡 型 臺 階 型 巖面坡度(º) 010 1020 1020 臺階高度5m 1.0 0.9 0.8 0.7 注：基巖內結構面傾向與基巖面坡向大致相同為順坡型；相反為反坡型。 邊坡工程巖體詳細定級時，應按不同坡高考慮地下水、地表水、初始應力場、結構面間的組合、結構面的產狀與邊坡面間的關系等因素對邊坡巖體級別的影響進行修正。附錄AKv、Jv測試的規定 巖體完整性指數（Kv），應針對不同的工程地質巖組或巖性段，選擇有代

19、表性的點、段，測定巖體彈性縱波速度，并應在同一巖體取樣測定巖石彈性縱波速度。Kv值應按下式計算： Kv（VpmVpr）2 （） 式中 Vpm巖體彈性縱波速度（kms）； Vpr巖石彈性縱波速度（kms）。 巖體體積節理數（Jv），應針對不同的工程地質巖組或巖性段，選擇有代表性的露頭或開挖壁面進行節理（結構面）統計。除成組節理外，對延伸長度大于1m的分散節理亦應予以統計。已為硅質、鐵質、鈣質充填再膠結的節理不予統計。 每一測點的統計面積，不應小于2×5m2。巖體Jv值，應根據節理統計結果，按下式計算： JvS1S2SnSk （） 式中 Jv巖體體積節理數（條m3）； Sn第n組節理每米

20、長測線上的條數； Sk每立方米巖體非成組節理條數。  附 錄 B 巖體初始應力場評估  在無實測成果時，可根據地質勘察資料，按下列方法對初始應力場作出評估： （1）較平緩的孤山體，一般情況下，初始應力的垂直向應力為自重應力，水平向應力不大于H·（1） （2）通過對歷次構造形跡的調查和對近期構造運動的分析，以第一序次為準，根據復合關系，確定易新構造體系，據此確定初始應力的最大主應力方向。 當垂直向應力為自重應力，且是主應力之一時，水平向主應力較大的一個，可?。?.81.2）H或更大。 （3）埋深大于1000m，隨著深度的增加，初始應力場逐漸趨向于靜水壓力分布，大于1

21、500m以后，一般可按靜水壓力分布考慮。 （4）在峽谷地段，從谷坡至山體以內，可區分為應力釋放區、應力集中區和應力穩定區。峽谷的影響范圍，在水平方向一般為谷寬的13倍。對兩岸山體，最大主應力方向一般平行于河谷，在谷底較深部位，最大主應力趨于水平且轉向垂直于河谷。 （5）地表巖體剝蝕顯著地區，水平向應力仍按原覆蓋厚度計算。 （6）發生巖爆或巖芯餅化現象，應考慮存在高初始應力的可能，此時，可根據巖體在開挖過程中出現的主要現象，按表B.0.1評估。 注：H為工程埋深（m），巖體重力密度（kNm3），為巖體泊松比。  高初始應力地區巖體在開挖過程中出現的主要現象 表 應力情況 主 要 現 象

22、 極 高 應 力 1.硬質巖：開挖過程中時有巖爆發生，有巖塊彈出，洞壁巖體發生剝離，新生裂縫多，成洞性差；基坑有剝離現象，成形性差。 2.軟質巖：巖芯常有餅化現象，開挖過程中洞壁巖體有剝離，位移極為顯著，甚至發生大位移，持續時間長，不易成洞；基坑發生顯著隆起或剝離，不易成形 4 高 應 力 1.硬質巖：開挖過程中可能出現巖爆，洞壁巖體有剝離和掉塊現象，新生裂縫較多，成洞性較差；基坑時有剝離現象，成形性一般尚好 2.軟質巖：巖芯時有餅化現象，開挖過程中洞壁巖體位移顯著，持續時間較長，成洞性差；基坑有隆起現象，成形性較差 47 注：max為垂直洞軸線方向的最大初始應力。附錄C 巖體及結構面物理力學

23、參數  巖體物理力學參數可按表C.0.1選用。 巖體物理力學參數 表 巖體基本 質量級別 重力密度 （kN/m3） 抗剪斷峰值強度 變形模量 E（GPa） 泊松比 內摩擦角 （º） 粘聚力 C（MPa） 26.5 60 2.1 33 0.2 6050 2.11.5 3320 0.20.25 26.524.5 5039 1.50.7 206 0.250.3 24.522.5 3927 0.70.2 61.3 0.30.35 22.5 27 0.2 1.3 0.35 巖體結構面抗剪斷峰值強度參數可按表C.0.2選用。 巖體結構面抗剪斷峰值強度 表C.0.2 序號 兩側巖體的堅硬

24、程度及結構面的結合程度 內摩擦角（º） 粘聚力 C（MPa） 1 堅硬巖，結合好 37 0.22 2 堅硬較堅硬巖，結合一般；較軟巖，結合好 3729 0.220.12 3 堅硬較堅硬巖，結合差；較軟巖軟巖，結合一般 2919 0.120.08 4 較堅硬較軟巖，結合差結合很差；軟巖，結合差；軟質巖的泥化面 1913 0.080.05 5 軟堅硬巖及全部軟質巖，結合很差；軟質巖泥化層本身 13 0.05 附錄D 巖體基本質量指標的修正   巖體基本質量指標修正值（BQ），可按下式計算： BQBQ100（K1K2K3） （D.0.1） 式中 BQ巖體基本質量指標修正值； BQ

25、巖體基本質量指標； K1地下水影響修正系數； K2主要軟弱結構面產狀影響修正系數； K3初始應力狀態影響修正系數。 K1、K2、K3值，可分別按表D.0.11、D.0.12、D.0.13確定。無表中所列表情況時，修正系數取零。BQ出現負值時，應按特殊問題處理。 BQK1地下水出水狀態 地下水影響修正系數K1 表1 450 450351 350251 250 潮濕或點滴狀出水 0 0.1 0.20.3 0.40.6 淋雨狀或涌流狀出水，水壓0.1MPa或單位出水量10Lmin·m 0.1 0.20.3 0.40.6 0.70.9 淋雨狀或涌流狀出水，水壓0.1MPa或單位出水量10Lm

26、in·m 0.2 0.40.6 0.70.9 1.0 主要軟弱結構面產狀影響修正系數K2 表D.0.12 結構面產狀及其與 洞軸線的組合關系 結構面走向與洞軸線夾角30º結構面傾角30º75º結構面走向與洞軸線夾角60º結構面傾角75º其它組合 K2 0.40.6 00.2 0.20.4   初始應力狀態影響修正系數K3 表3 BQK3初始應力狀態550 550451 450351 350251 250 極高應力區 1.0 1.0 1.01.5 1.01.5 1.0 高應力區 0.5 0.5 0.5 0.51.0 0.51.

27、0 附錄E 地下工程巖體自穩能力  地下工程巖體自穩能力，應按表E.0.1確定。 地下工程巖體自穩能力 表 巖體級別 自 穩 能 力 跨度20m，可長期穩定，偶有掉塊，無塌方 跨度1020m，可基本穩定，局部可發生掉塊或小塌方； 跨度10m，可長期穩定，偶有掉塊 跨度1020m，可穩定數日1月，可發生小中塌方； 距度510m，可穩定數月，可發生局部塊體位移及小中塌方； 跨度5m，可基本穩定 跨度5m，一般無自穩能力，數日數月內可發生松動變形、小塌方，進而發展為中大塌方。埋深小時，以拱部松動破壞為主，埋深大時，有明顯塑性流動變形和擠壓破壞； 跨度5m，可穩定數日1月 無自穩能力 注：小塌方：塌方高度3m，或塌方體積30m3； 中塌方：塌方高度36m，或塌方體積30100m3； 大塌方：塌方高度6m，或塌方體