5.围岩分级汇总课件

1、围岩分级围岩分级概述1围岩分级及其作用2影响围岩稳定的因素3围岩分级1概述1.概述 1.地面结构体系和地下结构体系的区别：地面结构体系：地面结构体系一般都是由结构和地基所组成，地基在结构底部起约束作用，除了自重外，荷载都是来自外部，如人群、车载、水力、风力等等。地面结构1.概述 1.地面结构体系和地下结构体系的区别：地下结构：是由周边围岩和支护结构两者组成共同并相互作用的结构体系，即地下结构支护结构周边围岩；其中以地层为主，各种围岩都是具有一定程度的自支承能力的介质，即周边围岩在很大程度上是地下结构承载的主体，支护仅用来约束地层，不使它产生过大的变形而破坏、坍塌。地下结构所承受的荷载又主要来自

2、结构体系的本身地层，故称为地层压力或围岩压力。所以说，在地下结构体系中，地层既是承载结构的基本组成部分，又是造成荷载的主要来源。这种合二为一的作用机理与地面结构是完全不同的。1.概述 地下结构2.1概述1.围岩 隧道围岩是指地壳中受隧道开挖影响的那一部分岩体，或是指对隧道稳定性有影响的那一部分岩体。这部分岩体在隧道开挖和支护过程中，将产生应力重新分布，其性质也有所变化。 2.1概述2.围岩分级的目的 作为选择施工方法的依据； 进行科学管理及正确评价经济效益； 确定结构上的荷载（松散荷载）； 给出衬砌结构的类型及其尺寸； 制定劳动定额、材料消耗标准基础等。围岩分级2围岩分级及其作用2.1隧道围岩

3、分级的因素指标及其选择1.隧道围岩分级的因素指标及其选择 围岩分级的指标，主要考虑影响围岩稳定性的因素或其组合的因素。1）围岩分级指标 （1）单一岩性指标 （2）综合岩性指标（1）单一岩性指标岩石的单轴饱和极限抗压强度作为基本的分级指标，具有试验简单，数据可靠的优点；岩石的抗压和抗拉强度、弹性模量、泊松比等物理力学参数 ；岩石的抗钻性、抗爆性等工程指标。 2.1隧道围岩分级的因素指标及其选择 综合岩性指标 岩体的弹性波传播速度：弹性波传播速度与岩体的强度和完整性成正比，其指标反映了岩石的力学性质和岩体的破碎程度的综合因素，通常用Kv来评价：Kv0.750.750.550.550.350.350

4、.15 90 为优质； 75 RQD 90 为良好； 50 RQD 75 为好； 25 RQD 50 为差； RQD 9585757586507525505505504514503513502514.53.54.52.54.01.53.01.02.01.0（饱和粘土）I0.81.00.60.80.40.60.20.40.22.3我国公路隧道分级4.隧道施工围岩分级 施工阶段围岩判定具有直接性、可靠性、重要性特征，因此，施工阶段围岩级别的判定是一个重要而现实的问题。施工中围岩分级采用定性与定量相结合的方法。调查和测试内容包括掌子面节理统计及分析、断层、层理、片麻理等各种结构面的特征研究，岩石强度

5、点荷载试验、掌子面岩体声波测试，掌子面结构面回弹测试、岩块容重测试，地下水情况调查、地应力特征的工程地质分析及岩性判别.2.3我国公路隧道分级4.隧道施工围岩分级 评定因素采用围岩坚硬程度、围岩完整性程度、和地下水状态三项因素，细分为十三个子因素， 即313评定。 在三个因素中，最困难的是围岩完整性程度的评定，重点是如何根据掌子面的地质数据评价围岩的完整程度。根据对国内外施工阶段围岩分级的调查，应采用多种方法对围岩完整程度进行分级，采用定性和定量相结合的方法2.3我国公路隧道分级隧道施工围岩分级 即313评定2.3我国公路隧道分级捶击法描述掌子面状况掌子面节理统计掌子面结构面回弹试验 岩体声波

6、测试 岩石取样分析 岩石点荷载试验 岩石声波测试岩石容重试验2.3我国公路隧道分级断面位置桩号：日期：描述： 定性分级岩石坚硬程度锤击声1. 清脆; 2. 较清脆; 3. 不清脆; 4. 哑;回弹强度1.有回弹; 2.有轻微回弹; 3 .无回弹;手触感觉1.震手; 2.稍震手;击碎难易程度1.难击碎; 2.较难击碎; 3.较易击碎; 4.易击碎; 5.手可捏碎吸水反应1.大多无吸水反应; 2.有轻微吸水反应; 3.指甲可刻出印痕; 4.手可掰开; 5.可捏成团岩石完整程度结构面发育程度组数1.1-2组;2. 2-3组;3. 3组以上;4.无序平均间距m1. 1.0;2.1.0 0.4;3. 0

7、.40.2 4. 0.2主要结构面的结合程度 好1.张开度小于1mm,无充填物; 2.张开度1-3mm,为硅质或铁质胶结; 3. 张开度大于3mm,结构面粗糙, 为硅质胶结;一般4. 张开度1-3mm,为钙质或泥质胶结; 5. 张开度大于3m.结构面粗糙,为铁质或钙质胶结;差6. 张开度1-3mm,结构面平直,为泥质或泥质和钙质胶结; 7. 张开度大于3mm,多为泥质或岩屑充填;很差8.泥质充填或泥夹岩屑充填,充填物厚度大于起伏度主要结构面类型1.节理、裂隙、层面；2.节理、裂隙、层面、小断层； 3.各种类型结构面相应结构类型1.整体状或巨厚状结构2.块状或厚层状结构3.块状结构4.裂隙块状或

8、中厚层结构5.镶嵌碎裂结构6. 中、薄层状结构7. 裂隙块状结构8.碎裂状结构 9.散体结构掌子面地质调查现场记录表2.3我国公路隧道分级定量分级修正情况地下水1.潮湿或呈滴状; 2.淋雨状或涌流状出水,水压0.1MPa或单位出水量10L/min.m; 3.淋雨状或涌流状出水,水压0.1MPa或单位出水量10L/min.m主要软弱结构面结构面走向与洞轴线夹角结构面倾角初始应力极高应力区1.硬质岩:开挖过程中时有岩爆发生,有岩块弹出,洞壁岩体有剥落,新生裂缝多;成洞性差;2.软质岩:岩芯有饼化现象,开挖过程中洞壁有剥落,位移极为显著,甚至发生大位移，持续时间长，不易成洞高应力区3.硬质岩:开挖过

9、程中可能出现岩爆,洞壁岩体有剥落和掉块现象,新生裂缝较多，成洞性差;4.软质岩:岩芯时有饼化现象,开挖过程中洞壁岩体位移显著,持续时间较长，成洞性差接上表围岩分级3影响围岩稳定的因素3.影响围岩稳定的因素1.围岩稳定性：地层被挖成隧道后的稳定程度称为隧道围岩的稳定性，这是一个反映地质环境的综合指标。2.隧道围岩失稳破坏性态 隧道围岩变形、破坏和岩体结构的关系十分密切，根据工程实践观察，大致有以下五种情况：1）脆性破裂2）块状运动3）弯曲折断破坏4）松动解脱5）塑性变形和剪切破坏3.影响围岩稳定的因素3.坑道开挖后的稳定性 根据坑道开挖实践，坑道开挖后的稳定性可分为以下几类：1)充分稳定的 坑道

10、在长时间内有足够的自稳能力，无需任何人为支护而能维持稳定，无坍塌、偶尔有掉块。 2)基本稳定的 坑道会因爆破、岩块结合松弛等而产生局部掉块，但不会引起坑道的坍塌，坑道是稳定的。 3)暂时稳定的 大多数坑道是属于这个类型的。坑道开挖后呈现出不同程度的坍塌现象，坍塌后的坑道呈拱形而处于暂时稳定状态。 4)不稳定的 3.影响围岩稳定的因素4.影响围岩稳定的因素 影响隧道围岩稳定性的因素一般认为有两类：一类是客观存在的地质因素；另一类是设计和施工因素，或称为人为因素。1）地质因素的影响 岩土体结构状态 岩石的工程性质 地下水的作用和影响 围岩的初应力状态3.影响围岩稳定的因素 岩土体结构状态 岩土体结

11、构是长时间地质运动的产物，在地质因素的影响中起着主要作用。 围岩的结构状态通常用其破碎程度或完整状态来表示 岩体的完整状态或破碎程度有两个含义，一是构成岩体的岩块大小，二是这些岩块的组合形态。 岩石的工程性质 岩石的工程性质是多方面的，一般主要指岩石的强度或坚固性。 在岩体结构状态成为控制围岩稳定的主要因素时，强调岩石强度意义是不大的。 岩石强度在完整的岩体中是起主要作用的。3.影响围岩稳定的因素 地下水的作用和影响 使岩质软化，强度降低，对软岩尤为明显，对土体则可促使其液化或流动； 有软弱结构面的围岩，会冲走充填物或使夹层液化，减少层间摩阻力促使岩块滑动； 在某些围岩中，如石膏、岩盐和蒙脱石

12、为主的粘土岩中，遇水后产生膨胀，在未胶结或弱胶结的砂岩中可产生流砂和潜蚀。 围岩的初应力状态 围岩的初应力状态对岩体的构造一力学特征是有一定影响的。因此，在围岩分级中，如何根据地质构造的特征引进初应力的影响，是需要进一步研究的问题。 3.影响围岩稳定的因素2）设计和施工因素，或人为因素 人为因素也是造成隧道丧失稳定的重要条件。 隧道的形状和尺寸，尤其是跨度影响较为显著 在同类围岩中，跨度愈大，隧道围岩的稳定性就愈差。 支护结构的类型及支护时间 隧道自稳时间：是指从开挖后到顶部开始发生可以察觉到的移动、松弛时为止所经历的时间。围岩的自稳时间对隧道围岩的稳定性产生重要影响。 3.影响围岩稳定的因素2）设计和施工因素，或人为因素 施工方法 在同类岩体中，采用普通爆破法施工和控制爆破法施工，