岩石力学-4岩盘分类

1、6 .岩盤分類岩盤構造物設計経験忙基乍岩盤構造物設計6.1 概説施工事例多X岩盤構造物設計方法七施工法山岳卜A木儿壬歹厶肚乂岩盤構造物施工事例力甘目当数笳召場合>5章疋述卞尢標 準的肚設計手法总使普通疋笳召。過去忙蓄積経験总上手忙活用歹料 多調査？測定？解析总省略LTfe、合理的肚設計总行X適切肚施工法总見出歹乙 七力可能疋笳。乞O具体的肚方法力岩盤分類法本章m乙o岩盤分類法o考元方、使X方、本方法o適用限界説明ro6.2 岩盤分類法設計O背景6 .2 .1岩盤分類法設計O考元方岩盤構造物OXT、施工事例(case history )力湘当数集積总料TX§on5種O岩盤总対象忙

2、様肚状況O下疋施工总料TXo去尢、施工法壬支保事例各施工疋遭遇尢岩盤七採用。尢施工法 成否'、岩盤区分 施工法七"- .、 成功率、'、区分1区分2? ? ?区分n施工法成功率A施工 法miAB施工 法miBC施工法micA施工 法m2AB施工 法m2BC施工 法m2CA施工 法mnAB施工法mnBC施工法mnc区分nV属岩盤忙対JTA施工法总採用LO成功率M nANnA :区分nV属岩盤忙 A施工法总採用尢事例O総数M nA :LT成功L尢事例O総数図6.1施工事例O整理 哲多岐忙亘。全疋施工事例、遭遇尢岩盤性状七採用。尢施工法总次/整理LT§（図6.1参

3、照）。 岩盤品質壬岩盤状態？環境总適当忙区分 施工事例毎遭遇。尢岩盤总上記区分 同時採用。尢施工法QOXT、成功率m=（成功。尢施工数）/（全施工数 睦求皿。図6.i表下欄記总料To図6.i5o施工法总採用rn成功率力.高力、施工整理总系統的忙推。進皿环岩盤分類法疋笳©、本方法总経験忙基六寸乙設計法疋笳明乙力、疋笳o岩盤分類法ot岩盤構造物总設計r次o/vro 岩盤分類法疋決調査总行刁 調査結果总岩盤分類法忙照5LT、調査地力岩盤00区分（去和比等級）忙属r力、 总決皿。 乞o区分忙適r設計七施工法总求§（20、通常总表力用意nT）o調査終了後o設計段階以降o施工段階orn

4、feTfe>2o岩分類法总 有用疋笳§。6 .2 .2 岩盤O特性（site characterization ）七岩盤分類法岩盤分類法总次O仮説忙立脚LTo 笳召岩盤構造物o建設o可否力乞nv依存r§岩盤o特性力存在r§ 岩盤特性总等級付夕总測定lt求n決定r§2七力.多<o岩盤分類法m、岩盤特性七LT岩盤o（総合的肚）強度笳品質总採用LToo強度（品質）岩盤总構成r§基質部o強度七不連続面o性 状v依存L、乞no程度V応CT等級付疗总LTS§o、2o等級付0九比相当V合理 的判断no 一方、岩盤o強度（品質）七施工可能

5、肚構造物o間v強相関 力卷召（例：岩盤o強度七歹厶o種類）。L尢力oT、 上記o、o仮説总妥当疋笳*岩盤分類法v合理的肚根拠力笳召七判断noL力、L肚力岩盤o（総合的肚）強度品質总厳密v定量化r§2m吉 onfe>2o方法o信頼性七汎用性o高2o方力工学的v重要疋笳亠 岩盤分類法总決過程疋使O尢施工事例o数力侈、力P採用L尢事例o内容（地質状況壬採用 川工法肚）03疋情報力一定品質（正確保二乞料疋疗信頼性壬汎用性力.高肚召乙 m間違代表的肚岩盤分類法疋笳召RMR法（6.5.1参照）总世界各国疋事例忙基作乙料世界中疋使初料有効性力確認nro日本事例总基忙開発汁尢岩級区分法（参照）

6、、国内m有効、海外有効疋笳召力、否力、总不明o下記条件总満優n尢岩盤分類法 分類法疋指定L尢調査項目忙従和罠 間違（私見总挟住乙七肚LQ）等級付疗力*各調査总容易忙実行疋吉、力、調査項目数力侈過老還、唯一調査項目確実肚等級付困難疋笳。、複数調査項目組族合必要忙肚&L力、l調査項目力多過、調査忙多額o費用总要rn、方法o簡便性力損no（3）調査結果总間違解釈疋吉、容易忙最適o設計？施工法忙辿着疗召多o岩盤分類法m、分類表壬点数付疗七合計力用2n、設計者o私見总排除L、確実？容易忙最適o設計法壬施工法力見出6 .3 岩盤分類oo指標（調査項目）乞oi岩盤分類总比、最小限o調査力必要。岩盤0

7、比岩盤基質部（岩石）七不連続 部力、構成n§複合材料岩盤分類法、岩石七不連 続面c関r調査項目力含去nr、。代表的肚調査項目总説明r®6 .3 . 1 湧水o有無七程度湧水o有無七程度”施工法o選択c際LT影響总与元亠6 . 3 .2岩盤基質部（岩石）o強度七剛性（1） 強度岩盤基質部（岩石）o破壊強度七残留強度”乞nn岩盤o強度o上限七下限o目安七 ；&§on5o情報m有用。岩石”、圧縮強度o大吉总力、硬岩、中硬岩、 軟岩c区分軟岩力.卓越r地域cm了一于歹厶（図6.7参照）总建設吉肚、om、以下o理由力、乙明強度力小軟岩M第ic、了一于o付疗根 （ab

8、utment） c作用r強大肚荷重总支元吉n肚、。第2 c、軟岩M風化速度壬風sc§削剥速度力大吉、o地形M平 坦、逆了一于歹厶忙適。尢急峻肚地形、岩石硬軟总構造物種類壬施工法選択大吉影響rob 哲、圧縮強度（去和比点載荷強度）总測定力旺匕較的容易利点、岩 盤分類有効肚指標c肚。得表6.2、岩石強度、海外代表的肚区分七日本標準的肚区分両方 力示。両者总比、硬岩七中硬岩区分o肌即求同n笳召力、軟岩总異肚* 日本疋中硬岩c属強度力、海外方m軟岩c区分总料七力比力必。海 外（特c、北米h-口少軟岩力相対的c少、硬岩力甘目対的c多 x）c七力*区分c差異力生匕尢背景知料肚“°（2）

9、 剛性岩石o剛性（率）j 強度七同様c、岩盤分類o指標d得养卡率o圧 縮強度o測定時car測定bT評価ro力*標準的肚方法測定o 意外c難弾性波速度（特c、P波速度）o測定o容易笳召力、co値o伝達媒体疋笳召岩盤o 勺"率壬求比七次o関係力笳E= C p Vp2V = （ d -2）/2（d-1）2d =（V p/Vs）2C =（1-2 v ）（1+ v ）/（1- v ）、p =密度、V p=縦波速度、V s=横波速度 lot剛性总（間接的o評価rcuL弾性波速度力使no岩石o場合、勺、小率七強度o間co正o相関力笳5（641参照）°m一方总指標七lt採用rn他方o省略o

10、、測定o容易肚方总用6 .4 岩盤分類oo指標（調査項目）乞o2（不連続面o性状）不連続面o性状o次c示夕cot定義 §>rnovy-夕重要（1）間隔 連続性 面o粗总 開吉七介在物o有無 . 4 .1 不連続面o間隔co値o、露頭（岩盤表面）c設定b尢1測線总切召不連続面間o間隔o平均値七定義 n§。節理oc不連続面力互sc平行c配列LTco、測線o不連続面c 垂直c取召。不連続面間隔力短岩盤強度总小 K肚0、去尢、落盤壬斜面崩壊危険性力高空洞总施工歹召場合怎、不連続面間隔力短多量支bvo掘削予定場所m、上記直接的肚方法总使元肚So乙（刁肚場合方法力提案方法总紹介r

11、。（1）観察方法不連続面o頻度忙関情報LT専区間忙付吉得10cm以上OHO総和:RQD ( Rock Quality Desig nation )力.使 §oRQD = 2( 10cm 以上OHO長七LT定義n§（図6.2参照）。尢疋LHTo長o単位七LTcm总採用ro長得s要因七lt次o諸点力挙厅1）天然o割n目力ht总横切場合：ht乙o部分2 0分力、n®2）ht朮一uvo際忙受疗召外力忙耐；tn§強度力肚s場合：乙乙疋朮一伴刁新尢肚破面力形成no3）粘土壬軟弱岩o場合：乙o部分-uvo泥水忙融疗T流失ro'HTo肚SRQD値o大小RQD値总

12、岩盤強度七割n目頻度VOST情報总与元T指*疋岩盤分類r§試族哲笳召（表6.2参照）°問：図6.2 V示rHTo RQD値总求o （2）弾性波速度总用S尢間接的肚評価方法弾性波速度总供試体（岩盤実質部）o方力岩盤大吉so/普通疋笳。乙o差異 总岩盤中v存在r割n目v起因roLoT、両者o弾性波速度力、乙割n目o間隔VOSTo情報总得o具体的V、両者o比:k= Vp （岩盤）/Vp （供試体）力、割n目o頻度（lm当oo割n目o数）n次o肚関係V笳召乙七总利用r®n= 5/kb c（rock mass）= k ?b c（rock）ov弾性波速度丛岩盤o割n目o性状、

13、剛性（6.3.2参照）、強度肚乂o情報总含RQD七同様v、弾性波速度v基六七岩盤分類図- 4上式总経験式疋笳0、艮割n目指数七呼no害Un目指数、岩盤岩盤基質部o軸圧縮強度bc（rock mass）、c c（rock）七次o関係vnT、岩盤o強度总評価r経験式七lt使初n乙七6.6 参照）。6 .4 .2不連続面連続性（persistenee）連続性总或召面上忙現料尢不連続面広力2（長七。疋定義总料、短連続性力悪巧（図6.3参照）。連続性岩盤O透水性、破砕性、乜人断強度忙影響歹亠6 .4 .3不連続面O表面粗表面粗m、不連続面O平滑O程度凹凸O程度总表、数mO scale 3凹凸总表r 巧相。

14、七数cmOscaleO凹凸总表r粗0 2 0総合的忙表現。尢量疋笳召。表面粗断強度忙密接忙関係ro粗m、粗X滑5力、00、段差O付X尢波打二尢平坦忙区分总料、両者O組族合通©V区分§（図6.4参照）。6 . 4 . 4不連続面O開吉（開口量）七介在物O有無不連続面O開吉（開口量、width, aperture）m不連続面总構成r§±下面間O距離总X開口量力大吉xz不連続面o強度力低下roe疋人強度忙及泾r影響不連続面V介在物力滋<in terlock状態O場合力最強、介在物声開口 LTX滑oTX§場合小Xo不連続面o開口部o比（部分的V）

15、充填wmx乙七力多X。充填物質（歹、一声）0比、 断層O場合、粘土 笳召乙七力*多X（断層粘土七X）o乙O粘土o断層力滑oV 接触面力剥離LfeOV起源总持oTX§。粘土疋充填m尢不連続面Oe断抵抗o極 的疋小Xo吉裂内流入r§> 岩脈（dyke,sill）壬裂罅充填型鉱床力形成m。6 .5 岩盤分類法七分類法O例岩盤分類o考元方力、rn、岩盤分類o施工o種類別実際V、歹厶建設oo分類法、 卜木儿建設oo分類法力従来提案nrxo乙乙m、200分類法总紹介ro6 . 5 .1 Rock Mass Rati ng System （ RMR 法、Geomecha nics

16、Classificati on ）乙O分類法OBineawski VoT開発m尢。乙no、表6.3V示rV、岩盤O等級总次0500項目V指疗召各評点0和（RMR値七呼n）O大吉FVoT決的/刁七rmr値总o力 loo間总取、数値七。疋表示、判断忙個人 的肚主観力入召乙七力*少肚、。乙o RMR値K基吉、卜A木儿壬坑道o掘削法七支保o設計总行刁基準力与元§o表6.4总RMR値七最適byo施工法必要肚支保o関係总示乙 o表总用、n'by木儿o主要肚設計力可能§o問題：次o岩盤o等級总定o?岩石o軸圧縮強度=30MPa?岩盤oTo状況（図6.5参照）?節理总連続性总有。、

17、平均間隔10cm疋傾斜10 °、2mm程度開口 LTo?by木丿w 流水总見5no6 .5 .2 電力中央研究所方式岩級区分電力中央研究所方式岩級区分m、表6.5忙示岩盤o簡単肚観察总基岩盤总A力£ Do4段階忙区分r（L力、L、C总Ch,Cm,Clo3O区分To、実際岩盤总6段階忙区分LT）o日本m乙o区分法笳召、总乙n总修正L尢区分 法使初no表6.5 o岩盤区分总使刁際口比、地質学忙関若干o素養七経験总必要七ro去尢、 専観察判定ro結果忙個人差力入召可能性力卷召。弾性波速度七岩盤区分 o間怎、図6.6 V示相関力認5noLoT、弾性波速度粒于力£ 乜大去力

18、必岩盤区分力可能疋笳召。笳召、总図6.6总表6.5 V基岩盤区分总確認?補足r目的v使刁乙七力疋吉o表6.6总乙o区分七建設L得召歹厶o種類（図6.7参照）o関係总示Lfeoo6 .6 岩盤分類法o限界岩盤構造物总建設r場合周囲岩盤力初期地圧o下疋示r力学的挙動总予測ro 力設計o基本疋笳召乙七总5章疋述卞尢。L力'L、乙乙疋説明L尢岩盤分類法V、調査 項目o中V地圧力全入oT、肚、。nVOT説明LTfe<o過去V建設m尢多<o山岳卜y木儿o地山強度比肚、24以上o値VoTo 24o地山強度比o下疋空洞V生匕召緩族域o寸法总、空洞o代表的肚寸法小总 、。乙o緩族域o大小人空

19、洞o維持o難易V若干总影響r°L力、L不連続面性状力空洞6維持影響歹召度合決定的大吉X。例和才、密度力大 吉、連続性系統6不連続面力存在歹召場合、空洞力疋吉召乙七、緩族域6有無壬大小m無関係、空洞壁七不連続面疋囲閉領域（岩盤口少夕）力*容易忙形成口少夕力*空洞内忙僅力疋哲押ok召七、周 囲口少夕哲連鎖反応的忙動吉始、不安定肚領域力拡大現象o有無 丛専不連続面o性状忙依存歹养空洞o掘削壬維持o難易总主忙不連続面o性状忙支 配理解normr法m、岩盤o品質忙不連続面力占割合总達、岩盤構造物o設計？施工七二疋不連続面o性状力重要肚役割总果 乙七力十分考慮nro関心o笳召岩盤構造物力岩盤分類

20、o記載o基皿处施工事例o環境七大幅忙異 肚召場合怎、岩盤分類法总設計？施工忙関or間違二尢指針总与元召可能性力卷召。例 和才、被力.1000m大深度、大吉肚地圧o下疋不連続面o強度哲増加orxor 岩盤总連続体七or挙動o、不連続面力諸現象忙及泾r影響总相対的 小注）。乞or応力集中空洞周辺o破壊力主要肚地圧現象七肚召o、 山总相壬激ox盤膨no地圧現象忙対or十分忙配慮必要力笳。o力、om乙o肚現象o配慮总肚mrs肚X。o岩盤分類法設計法总注意or使刁必要力笳。付言r5、岩盤構造物o種類or、岩盤o強度以外o特性力重 要場合力笳召。廃棄物o処分空洞总乞o典型例乙o場合岩盤o特性七or 隔離性

21、力最哲重要忙肚。（注）被力*1000m忙近X神岡鉱山o地下岩盤内疋測定0尢弾性波速度>00室内70%RMR 法疋得値力大吉X。乙n、不連続面力浣全忙閉匕、地圧o影響力測定結果 忙現nrx乙七总示唆orx。表6.2軟弱岩中硬岩硬岩極的疋弱弱X軟中硬硬極的疋硬X日本ISRM197951050100軸圧縮強度(MPa)500 700RQD値七岩盤等級RDQ(%)Rock Quality<25Very poor25-50Poor50-75Fair75-90Good90-100Excelle nt図6.2図6.3不連続面連続性(persistenee)。斜的群忙属歹召不連続面連続性总(b)

22、方力* (a)Q悪八表6.3 RMR法岩盤分類咏如汽"一夕匕点数一夕値範囲1岩盤基 質部 強度点載荷強度指数（MPa）> 104-102-41-2乙範囲一軸 圧縮試験力"薦的 ns一軸圧縮強度（MPa）> 250100-25050-10025-505-251-5< 1点数1512742102RQD (%)90-10075-9050-7525-50< 25点数20171383不連続面間隔> 2m0.6-2m200-600mm60-200mm< 60mm3点数201510854不連続面状態極粗P 連続LTPPo 開口 LTPPo 面力風化LT

23、P P壬壬粗X 開口量1mm 面怎壬壬風化壬壬粗X 開口量 1mm 面怎極T風 化鏡面求尢一 '厚 5mm開口量1-5mm柔力、X 一声厚 5mm求加止開口量75mm点数3025201005地下水?長 10m 間 流入量（L/分）< 1010-2525-125> 125節理水水圧 最大主応力0< 0.10.1-0.20.2-0.5> 0.5一般的肚状態完全乾燥湿気状態水流水状態点数1510740注）第1項目岩石強度値点載荷指標Is、径力*D、長总力約1.4 DO円柱形7用疋点載荷（直径両端2点疋直径方向忙圧縮）0、破断時荷重P总用次式疋評価:ls=P/D2。一軸

24、圧縮強度b上肚次（刁肚相関力也召：d c=24ls表6.4 RMR値七卜A木儿施行法支保岩盤方入掘削支保口 '，夕朮儿卜（20mm径、全面接着）吹付口夕】丿一卜鋼枠I極0T良好RMR : 81-100全断面掘進長3m局部的肚朮儿卜打設以外怎一般支保怎不要H良好RMR : 61-80全断面掘進長1.0-1.5m切羽力、乙20m後方求T支保完了局部的天盤長卞3m朮儿卜总2.5m間隔T 打設金網怎必要応C T使 用必要t応匕T天盤50mm厚IT吹 付不要皿壬壬良好RMR : 41-60上半总1.5-3m先行卞它 方式各掘進発破後支保打設切羽力、乙10m後方求T支保 完了長卞4m朮儿卜总1.5

25、-2m間隔T天盤？側壁全 面打設。天盤0口止金網使用天盤50-1 00mm厚側壁怎30mm厚卞 T吹付不要W不良RMR : 21-40上半总1.0-1.5m先行方式掘進七同時Q切羽力、乙10m 後方T支保打設長卞4-5m朮儿卜总1-1.5m間隔T天盤?側壁全 面打設。金網哲使用天盤 100-150mm 厚 側壁怎100mm厚卞T吹付必要t応匕1.5m間隔T 軽量鋼总使用V極0T不良RMR : < 20上半怎0.5-1.5m先行多段2于方式掘進七同時支保打設 掘進発破後速m ? 吹付長卞5-6m朮儿卜总1-1.5m間隔T天盤?側壁全 面打設金網哲使用下盤打設天盤怎150-200mm 厚 側

26、壁总150mm、切羽怎50mm厚IT吹付0.75m間隔T重量鋼总鉄 切梁使用 必要t応CT先受疗使 用彳A八一卜T打設*幅10m 馬蹄形断面、鉛直圧v25MPa、掘削处発破表6.5電研式岩盤等級区分（田中）記号特徴A新鮮©>造岩鉱物粒子总風化、変質受。亀裂？節理密着面人従風化跡怎見。岩質堅硬 打診、澄人疋音总出。B岩質堅硬開亀裂§P«節理密着LTPoL造岩 鉱物粒子怎部分的t多少風化？変質力見no八yvt/T打診Tn、澄人疋音总出。C H造岩鉱物粒子总石英总除0亢土風化作用总受厅TPE力、 岩質«比較的堅硬Tfeo 一般的 t褐鉄鉱Xt汚染m 節理

27、feSP亀裂間©粘着力怎袒于力、t減少LTfe> 八yv©強打 tT割n目t沿ot岩塊脱剥奪面tn粘土質©薄層力残留八yvt/T打診rn多少濁。尢音总出ToC M造岩鉱物fe/a'粒子怎石英总除0九求風化作用总受疗T多少軟質化LTfe>岩質t多少軟oTPSo節理feSP亀裂間©粘着力怎多少減少LTfe>八yv©普通程度©打撃t/oT割n目t沿oT岩塊脱脱面tn粘土質物質©薄層力残留rsfeSo八yvt/oT打診rn、多少濁o尢音总出ToC L造岩鉱物fe/a粒子n風化作用总受0T軟化LTfe、岩質t

28、軟5<oTPSo節理feSPn亀裂間©粘着力n減少LTfe>八yv©軽打t/oT割n目t沿oT岩塊n<脱i»n<脱面tn粘土質物質力残留TSo八yvt/oT打診rn、濁o尢音总出ToD造岩鉱物fe/a粒子n風化作用总受0T軟質化LTfe、岩質t著。軟力、Po節理feSPn亀裂間©粘着力八yvt/oT袒于力、肚打撃总与元s疋疗t崩n 落So剥脱面tn粘土質物質力残留TSo 八yvt/oT打診rn著濁o尢音总出To表6.6歹厶種類七岩盤等級岩盤等級T©適正 y夕】丿一卜重力式夕''厶基礎 LT©適正（堤高60m以上© t©总対象ZTS）口 '77'AnT 基礎七LT©適性（堤高60m以上©t ©总対象TS）A