第章地下工程环境及围岩分级

北京交通大学地下工程

主讲：骆建军本课程主要内容：第一章：绪论（1讲）第二章：地下工程环境及围岩分级（2讲）第三章：地下工程主体规划及结构设计（3讲）第四章：地下结构计算理论（2讲）第五章：地下工程支护参数设计（2讲）第六章：地下工程防排水设计（1讲）第七章：地下工程施工降水（1讲）第八章：地下工程施工方法（3讲）第九章：地下工程施工监控量测(1讲）第二章地下工程环境及围岩分级第一节概述第二节围岩结构分类及其破坏特征第三节围岩的初始应力场第四节围岩稳定性的影响因素及围岩分级因素与指

标的选择第五节国内外主要地下工程围岩分级（类）标准第一节概述地下结构体系由地层和支护结构组成，以地层为主，支护用来约束地层不致破坏。地下结构所承受的荷载：主要是地层压力或围岩压力。地层：即是承载结构的基本组成部分，又是造成荷载的主要来源。地面结构

地下结构

第一节概述

隧道工程的地质环境包括：地层特征，地下水状况，原始地应力状况，地温等。关键问题：隧道开挖后地层的稳定程度。

第二节围岩的工程性质一、岩体的变形性质什么是围岩？隧道开挖后其周围产生应力重分布范围内的岩体，或指隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩体(这里所指的岩体是土体与岩体的总称)。说明：围岩既指岩体也指土体【范围】大约是6~10倍洞径围岩是隧道工程研究的重点！第二节围岩的工程性质一、岩体的变形性质工程性质：主要包括物理性质，水理性质和力学性质。岩石：可以认为是均匀介质，以弹性变形为主。结构面：岩体中具有一定方向、力学强度相对较低的地质界面（或带）。软弱结构面：以塑性变形为主。岩体：由结构面和结构体组合而成的具有结构特征的地质体。岩体有大量结构面，变形非常复杂。第二节围岩的工程性质岩石的物理性质：密度；重度；岩石的孔隙性；孔隙率；孔隙比；岩石的水理性：岩石遇水后会引起某些物理、化学和力学性质的改变，岩石的这种性质称为岩石的水理性。包括：吸水率；饱水率；饱水系数；岩石的透水性；渗透系数；岩石的碎胀性；碎胀系数；岩石的软化性；软化系数；第二节围岩的工程性质第二节围岩的工程性质

岩石的软化性是指岩石在饱水状态下其强度相对于干燥状态下降低的性能。

软化系数指岩石试样在饱水状态下的抗压强度σcw与在干燥状态下的抗压强度σc之比。

岩石的膨胀性是指岩石浸水后体积增大的性质。岩石的膨胀性大小一般用膨胀力和膨胀率指标表示。

岩石的崩解性是指岩石与水相互作用时失去粘结性并变为完全丧失强度的松散物质的性质。

岩石的抗冻性是指岩石抵抗冻融破坏的性能，是评价岩石抗风化稳定性的重要指标。

地下水存在于岩石孔隙、裂隙之中，而且大多数岩石的孔隙裂隙是连通的，因而在一定的压力作用下，地下水可以在岩石中渗透。岩石的这种能透水的性能称为岩石的透水性。岩石的透水性大小不仅与岩石的孔隙度大小有关，而且还与孔隙大小及其贯通程度有关。衡量岩石透水性的指标为渗透系数(K)。一般来说，完整密实的岩石的渗透系数往往很小。岩石的渗透系数一般是在钻孔中进行抽水或压水试验而测定的。第二节围岩的工程性质2023年5月17日

地下结构围岩（岩体+土体）的工程性质，一般包括三个方面：物理性质、水理性质和力学性质。其中力学性质对围岩的稳定性影响最大。第二节围岩的工程性质

岩体物理力学性质的不均匀性；相同的天然岩体其物理力学性质随在岩体中所测点的空间位置不同而有差异，呈现出岩体的不均匀性。

岩体是由结构面分割的多裂隙体；结构面的存在，决定着岩体的完整程度，关系着岩体的力学介质属性，即控制着岩体的强度、变形和破坏特征。

岩体具有各项异性；岩体中由于岩石的结构、构造具有方向性，使岩体强度、变形，甚至渗透等性质在不同方向上显示出差异，称为岩体的各向异性；主要是由于沉积岩中的层理、变质岩中的片理，以及定向的节理裂隙、劈理、断裂和夹层等存在引起的。（一）物理性质

岩性单一，节理不发育，无软弱结构面或夹泥，层面结合良好，渗流对岩体特性影响不大，结构尺寸大于工程尺寸。完整性系数>0.75结构面间距>1.5m岩土工程特征：整体性强度高，岩体稳定，可视为均质、各向同性的连续介质。节理发育，有若干软弱夹层或贯通微张裂隙将岩体切割成柱状、块状或菱形等结构体。工程范围内，有两组以上节理明显发育，构成影响工程稳定性的危险岩块，其尺寸小于工程几何尺寸。完整性系数0.35～0.75结构面间距0.7～1.5m岩土工程特征：整体性强度高，结构面相互牵制，岩体基本稳定，接近弹性各向同性体。2、块状结构3、层状结构

由中厚（0.25～0.5m）及薄层（<0.25m）的均一、坚硬、软弱或软硬相间的沉积岩或沉积变质岩形成的岩体。结构面以层理、片理、节理为主，往往有层间错动，结构体呈板状、片状互相紧密叠合。完整性系数：层状0.3～0.6;薄层状<0.4结构面间距：层状0.25～0.5m；薄层状<0.25m岩土工程特征：工程范围内，一组节理明显发育，在层内具有均一的地质特征与力学特性，属各向异性、层内均质的连续介质。其变形和强度特征受层面及岩层组合控制，岩体稳定性较差。

构造发育，各种结构面与断裂交叉发育，且多为泥质充填。岩体破碎，呈块状或片状，局部裹有坚硬的大块或条块状岩石，属不均一的不连续介质，稳定性很差。4、碎裂结构

主要为各种剧烈风化或挤压破碎的岩体或土体。结构面相当发育，呈网状，岩体极度破碎，并混有断层泥，呈松散堆积或压密堆积。完整性系数：<0.2

岩土工程特征：稳定性极差，岩体属性接近松散体介质。5、散体结构2023年5月17日201受压变形特性（二）力学性质（1）岩石，以弹性变形为主，表现最好（2）软弱结构面：非线性特性，以塑性变形为主（3）岩体：分为四个阶段(2掀)弹性阶去段(A驶B)岩体毛充分蹦压密仍后，暂结构酱面和侄结构既体同旷为弹沃性变刮形，-曲线为届直线。(3事)塑性阶泥段(BC垒)岩体酱继续幸受力火，变铸形发瓦展到伤弹性攀极限阳后便俘进入氏塑性税阶段束，此盖时岩苏体的右变形隆特性西受结验构面踪蝶和结躁构体系的变效形特饰性共国同制锅约。(4)破裂和昂破坏阶氏段(CD催)应力筝达到壮峰值茅后，隔岩体则即开效始破总裂和送破坏刃。开下始时绒应力背下降黎比较渣缓慢筹，破程裂面芹上仍利有一缸定摩帝檫力即，还姜能承趁受一梅定荷菌载，趁随后惠应力须急剧晴下降迎，岩陶体全多面崩弃溃。1、受压疑变形特车性(1乖)压密睁阶段(OA谣)结构卸面闭亏合，滔冲填漏物压谢缩，-曲线成燃凹状，寇变形模容量小，蚁总的压姿缩量取姻决于结垃构面的汇形态。【结论】从岩体除的全应送力-应变曲租线可以醉看出，失岩体既鲁不是简范单的弹逢性体，期也不是干简单的召塑性体孟，而是荡复杂的绪弹-塑性体奸。整体质性好的悦岩体接桂近弹性源体，破填裂岩体溪和松散酿岩体则情偏于塑可性体。2、受剪烂变形特购性主要坚受结怪构面浸控制邀，剪旷切变纽奉形可军能有头三种赛形式斤：(1龟)沿结构耐面滑动闭；(2)结构切面部泪分参未与作影用；(3纽奉)在结构名面影响厚下，沿片岩石剪冻断。3、岩体测的流变熄特性岩体变箱形的时按间效应臭称为岩都体的流梁变性。绵主要包哪括两方锯面：一喊种是指培作用的股应力不猛变而应扬变随时债间而增胸长，即井所谓蠕变；另一勿种则是为指作用活的应变济不变，六而应力裹随时间组而衰减夺，即所刮谓松弛。对于启流变性土大的岩盛体，在绸隧道设炒计和施获工中必写须考虑族。二、岩践体的强杠度性质1、岩其体的纸抗压物强度岩体踢和岩派石的病变形鸡、破胆坏机发理是庆很不阵相同愚的。岩体蜘的强情度：镰受宏蠢观的柜结构兵面所断控制贴，比削岩石重的强斤度低脊得多君，且惩明显阵各向军异性紫；岩石的银强度：碑受微观渣裂隙所驰制约，酱比岩体德的强度紫大。岩体积的抗思压强冲度不展仅因束层间耳面倾撤角增董大而狐减小蛾，同飞时其完破坏滚形式兴也发泪生破以坏。一般情剥况下岩侧体的抗塘压强度只有蔬岩石红的抗嫩压强晌度的70肺~8补0%，结构破面发毙育的严岩体糊仅有5~1吸0%。2、岩描体的茄抗剪哑强度取决讯于岩都体内白结构责面的丝式性态目，包昆括力乓学性寨质、抱充填在状况秒、产渔状、殖分布重和规浴模等裂，还分受剪世切破谊坏方膝式所仔制约猴。沿结封构面铃滑动霸破坏钩：值变化刊于10~介45之间郊，C值变心化于0~0刚.3M尝pa之间标，峰纷值强弓度较赔低，俱残余税强度睁接近因峰值袜。沿岩石足剪断破蔽坏：值变膊化于30~单60之间，C高达几犯十兆帕袍，残余楼强度与烛峰值强插度之比劝随峰值勺强度的谨增大而厨减小，匪变化于0.守3~砖0.岭8之间。受结滤构面泪影响员而沿签岩石兄剪断脑破坏悄：强搬度介坏于两党者之俩间。三、赚岩体碌结构暑分类坟及其党破坏络特征岩体结钱构共分倡为四大后类：(1)整体咐结构泄：分丽两个觉小类掠，即撇整体游结构厚、块艳状结胳构。变形特横征主要晓是结构贫体的变族形，重桶要特征座是：横著向应变枣与纵向披应变之牺比小于0.5，破坏气前变形哄连续，哑低围压哭下多为涂脆性破先坏而高肠围压下民塑性剪幅切破坏蒙，应力鹿传播遵辞从连续比介质中定的传播素规律。(2乞)层状结六构：分昨为两个移小类，劳即层状四结构(较厚)、板脏状结输构(较薄)。变形砖特征飞主要禽是结旨构面括的变宇形，键岩体利的破赚坏沿读软弱莲结构昼面滑协动，介应力风传播没具有朋明显输的不迁连续惨性。(3)碎裂结怖构：节累理发育刮，分为副三个小识类，即氏镶嵌结虽构、层独状碎裂次结构、颤碎裂结昏构。(4)散体肌结构买：如叨岩堆由体等醉。碎裂与收散体结慰构岩体秤：变性烛特征是侨开始将肆裂隙或荷孔隙压虹密，随灾后是结么构体变剥形，并芽伴有结敏构面张倦开，主隔要是剪菌切破坏吉或塑性跟破坏，嗽应力传胖播在围税压小时蒙不连续件，随着钻围压的葱加大转告化为连潮续。四、医隧道猴围岩笼失稳爪破坏洞性态可分滨五种姓情况孟：(1毒)脆性怠破裂疮：整慈体和衫块状股岩体日，岩据性坚较硬，表在高崇应力茅区隧盲道施究工易吐应力剂集中翻产生竿岩爆驳。(2)块状练运动踢：隧周道施灭工出佣现临谎空面运，块程体坍摧塌。(3)弯曲折丸断破坏她：层状及岩体由循于层间毕结合力腊差，易画错动，杜洞顶岩扩体在重逝力作用傍下易产铺生弯曲伴、胀裂应、折断辅成坍落显体，边匹墙岩体抽则表现鹅为鼓出己。对支针护产生害压力，羡严重时消可使支舟护结构建坍塌。(4酷)松动步解脱虾：碎呈裂结搬构在库围岩勤应力秤作用侍下溃术散成波碎块肤脱落锈，表祸现为泡崩塌洒。(5)塑性伪变形露和剪冷切破灰坏：染散体谋或碎俱裂结险构，雷开挖根后由迟于围求岩应填力作骄用产咽生塑糊性变烧形或见剪切勤破坏溪，表哥现为锈坍方设、边与墙挤虚入、夹底鼓捡及洞嫂径缩国小。一、围孤岩初始确应力场创的组成围岩的茅初始应柱力场：由于涌岩体相的自房诚重和角地质灭构造灾作用题，在牲开挖品隧道冈前岩赚体中欧就已迅经存走在着号一定豪的地勉应力编场，伸称为弦围岩眠的初持始应锻力场脆。围岩奇的二寇次应胁力场匙：隧道开麻挖后，诞使得围览岩在开杀挖边界访处解除尖了约束防，失去精平衡，排其结果孝引起洞钱室变形纷，产生默应力重熄分布，矿形成围餐岩的新预应力场脸，称为季二次应崖力场。第三撕节婶围岩闪的初乐始应名力场围岩狂的初阶始应缩慧力场苏包括坦：自重虾应力填场和统构造诞应力岂场。自重应传力场：是地心硬引力和生离心惯训性力共润同作用沾的结果持；构造烫应力蝇场：过去地挤质构造披运动残余海应力或现湿在正掠在活症动和槽变化孩的构造运动引起大的应晚力；第三霸节科围岩揉的初谱始应珍力场二、蜜围岩俱初始各应力格场变历化规镜律及室影响乏因素(1)自重羡应力哄场在地婆面为悄水平功，岩擦体为无各向杠同性材的半绢无限凝体时缓，有称下列欠计算北公式捉。单层睛岩层维垂直钥应力中：多层煮岩层士垂直授应力盖：单层额岩层另水平量应力懒：多层岩绒层水平脉应力：变化规亦律：a)地应她力随挥深度转成线铃性增镇加；b)水平应迅力总是捡小于垂家直应力慌，最多户也只能答与其相势等。(2高)构造应俱力场原因复龙杂，空翠间分布材不均匀司，随时肆间变化故，非稳齐定应力悦场（板避块理略论）脱，须根扩据实谷际量钱测确榜定。案我国菌大陆她初始扶应力待场变垮化规得律：a)垂直应挂力的量脸值随深并度增加赏而增大虽，而且水边平应力看普遍大冰于垂直困应力；b)水平压主应刑力具薯有明伸显的哨各向闭异性羊。(3阻)影响圆围岩羊初始桑应力佣场的步因素第一类伤因素：调重力、石地质构法造、地爽形地貌彼、岩体阀的物理能力学性编质以及击地温等静经常性爆因素；第二涂类因卧素：农新构垫造运饺动、罢地下携水活觉动、浩人类蓝的长驼期活邻动等中暂时贤性或凳局部捷性因宜素。地形萝地貌使的影笛响：在靠近原山坡部推位最大齿压应力厌方向近猪似平行从山坡表诉面；边伙坡表面钢应力偏耐低，往悉里则转孟为应力宿偏高，女再往山否体深部剃逐渐过象渡到应调力稳定萍区。在帆山谷底粥最大压默应力方桶向几乎葱水平；肠有较大龄应力集慈中。岩体力充学性质毕的影响突：垂直分应力乐与岩课体单翼轴抗布压强痰度的决比值(应力伙度)来表示滨岩体在继开挖前逮的状态卵，应力非度越小昼，说明迹岩体的宫潜能越彩大，开帐挖后越连稳定。性软弱岩拥体容易垫产生变善形，不傍利于应耻力的积痛累，这胖类岩体商以自重污应力场简为主。地温零的影渐响：温度变页化，尤羊其是围妈岩内部悟各处温殖度不同蜂时，温而度应力糕的一部州分会残既留下来标。人类煎活动凡：大堆碴辩场、露熊天开挖怪、抽地过下水、绞水库积蛇水、采姐油、大网型建筑妙等。如章水库蓄堡水诱发则地震。三、围念岩应力奋场的确按定方法1、谱实地川应力害量测直接穷在未邪经开微挖扰示动过桶的岩丢体中素进行责应力邻量测恐。可泻以量块测绝洞对应穿力值辨或应丙力在帽开挖挖过程伟中的薪相对汗变化券。按持原理亚分：(1)应力全夫解除法其基桂本原止理是交将包踏含着碧量测描元件领的那疗一部硬分岩梨体单欧元从季岩体柏中分烘离出违来，弯解除鞋周围狭岩体娱对它机的约泼束作剃用，薯然后子量测许由于优解除井约束阶而产烈生的伟应变疼，利雾用岩方体的厨应力—应变关平系，反友算出所锹解除的功应力，抬即原存泪于围岩棕中的初睡始应力华。孔底军法：身先钻甜孔到炊试验摊位置陕；然梨后打赤磨钻呜头磨琴平孔嗓底，护贴应描变计撑；继锈续钻摧孔，聋解除场应力灶。孔壁法伟：先大陡钻头钻店孔；后邀小钻头稿钻孔，秀并装孔行壁三轴盯应力仪距；大钻保头继续梨钻孔，速解除应潮力。(b)应力软恢复缩慧法其基本注原理是惊事先在静隧道的渗岩壁表肤面安装演应变计酬，并记雷录下应阅变计的困初读数摄，然后孤在岩壁粘上掏一眠个狭长虑的槽口流，这就劣解除了隆垂直于秒槽口的撇法向约富束和平米行于槽啄口的切宴向约束仔，应变去计读数逃将下降水；最后律将扁千荒斤顶放灿入槽口舒，固定巧后加压榨，使应蔽变计读庭数恢复趟到掏槽芒前的数浇值。此心时，扁能千斤顶竹显示的哈压力即占为岩体受中相应留方向的狸应力。2、地质肚力学分肿析岩体父中的烦一切庸构造左形迹辟，如蒜岩层罗倾斜回、褶损曲、趋破裂娇和错吵动等科，无张一不墙是岩避体在名地应将力作从用下城形成店的永肠久变需形的绞形象径，是范地壳们构造哥运动炼的力沿学作眨用的埋残迹声。因载此，格根据倒构造蛾形迹印可以酷宏观喉地反候推出蛮地应障力的医性质冠和方易向，宰这就步是地匀质力洒学分戏析的逃基本巨概念硬。最大坡水平劝压应横力的雁方向湿必然费与构鸣造线喂相垂哨直。在产状部比较平玻缓的层讲状岩体交中，则症可根据毙层面错根动的逆义向擦痕浆确定，缓其倾向贷方位即行能代表彩最大压脂应力方耽向。在没膜有明艰显的码褶皱惠或构猜造形光变不对太强减烈的带块状域岩体导中，烧则可京根据胡一对穴共轭们的x型断裂针来确定冷水平应伶力的方薯向。岩体在沸褶zh羊ě皱过程障中，尽狗管区域矿构造应蜂力场的睡方向已讯知，但帐在褶皱其的不同霉部位的副应力状谊态还会垮有所变喜化。在臭褶皱的半顶部可具能产生者与区域冠最大压促应力方吵向平行况的局部忽拉应力缎，层面南之间产女生很大喉的剪应滨力。第四很节敌围岩纪稳定耗性影霜响因技素及虚围岩家分级稻指标隧道工伐程地质冠环境问恭题：研芹究围岩扒的稳定桌性围岩豪稳定挽性：哗隧道芦开挖涌后，蛛隧道盟自身疫在不阅支护则条件即的稳巷定程牙度（计支护躺后成喝为隧喷道结花构体窗系稳发定性惹）重要臂性：鹊围岩伞的稳淡定性集直接喊影响早到支填护结乳构的喉设计击与施赏工，极影响养到工织程造威价研究魂围岩赵稳定弯性的伞意义岩体娇为什完么要胁分级咐？简单痰通俗秘的说刚一下煮：同洪一类缘瑞的岩互体，苗具有灰基本娃相同违的物拣理力墙学性行能。才可能涛判定浑出是砍那一由类的无，就惹可以迎利用碌以前伐的一棚些参崇数进腥行设院计，叛施工蕉等，谱而不叙用再彼化时湾间，贡精力买去研重究此淹岩体枣的这俱些参浅数，促物理团力学渔指标章了。彼所以窑要进半行工姓程岩逝提的拴分类藏。围岩分洗级：根咐据一个支或几个态主要指稳标将无森限的岩圆体序列康划分为口具有不奇同稳定饱程度的说有限个外级（类夺）别，转这就是组地下工折程围岩挺稳定性渡分级（熄类），汤并依照减每一级奥（类）份围岩的陆稳定程械度给出泉最佳的莲施工方棉法和支裙护结构章设计。一、影随响围岩伯稳定性伙的主要洒因素影响围查岩稳定蹦性的因没素基本根上可归泉纳为两召大类：瞎第一类透是上面愈已经叙湖述过的类，属于地质环境乒方面惩的自赏然因素，是睁客观杰存在划的，贼它们属决定芳了地低下工盯程围子岩的这质量阁。第冈二类旨则属罪于工余程活橡动的人为塞因素，如设地下讲工程回的形途状、围跨度碌、施是工方贼法、培洞室滤轴线爹与岩失层产益状的仇关系秘等等勺。各项因隔素对围馅岩稳定璃性的影叶响及其井在分类狸中的作倒用：地质因酷素：（1）岩罪体结沸构特耳征。围岩的卷破碎程渔度对洞淋室的稳某定与否链起主导棋作用，酷在相同仇岩性的最条件下惰，岩体见愈破碎文，洞室费就愈容珠易失稳反。因此袭，在近原代围岩漠分类法际中，都骑已将岩沈体的破化碎程度粪或完整涛状态作唐为分级继的基本帽指标之些一。可以讲按裂梦隙间标距将物岩体裤分为软：（2）结掠构面晴性质匠和空汇间的度组合罢。围岩中配存在单谋一的软经弱面，新一般并逝不会影堪响洞室畏的稳定窗性。只症有当结蠢构面与茧洞室轴风线的相屈互关系败不利时霉，或者例出现两馅组或两哗组以上抢的结构宽面时，氧才能构哀成容易论堕落的蚊分离岩央块。至蚊于分离往岩块是难否会坍栗落或滑思动，还络与结构轮面的抗义剪强度柏以及岩戴块之间步的相互款联锁作初用有关岗。在围岩游分级中岂，可以枝从下述阵的五个核方面来浴研究结兆构面对词地下工萌程围岩扯稳定性乘影响的蛇大小：（a）结艺构面何的成宪因及响其发掩展史蜡，例圾如，厚次生列的破公坏夹碧层比子原生抹的软犁弱夹侧层的顷力学旬性质评差得园多，速如再舒发生那次生喉泥化肥作用御，则卡性质常更差拼；（b）结构毒面的平搞整、光遭滑程度安；（c）结谈构面萝的物佛质组慕成及点其充仓填物趟质情振况；（d）结葡构面润的规说模与认方向羡性；（e）结肝构面难的密臭度与巧组数盏。（3）岩石缝的力学只性质。在整体驾结构的悄岩体中狡，控制核围岩稳仪定性的卵主要因畏素是岩尝石的力国学性质蜓，尤其患是岩石写的强度至。一般钢来说，蛙岩石强车度越高版洞室越较稳定。称在围岩燃分级中骂所说的朴岩石强雨度指标驶，都是藏指岩石衡的单轴咽饱和极听限抗压毁强度。晚因为这先种强度健的试验查方法简才便，数秘据离散丹性小，客而且与细其它物欺理力学弟指标有批良好的啦换算关具系。（4）围谢岩的助初始澡应力背场。围岩的液初始应碰力场是初地下工闯程围岩尿变形、题破坏的貌根本作鹅用力，乔它直接岸影响围赤岩的稳护定性。局因此，串在某些搞围岩分摆级方法签中有所班反映，求例如，第国标《工程岩居体分级好标准》（GB5小021沃8—9死4）和《铁路隧略道设计贝规范》（TB1贪000术3—2霸001）的围保岩分级占。（5）地蹦下水伴状况宽。地下水庭是造成续施工坍光方，使灰围岩丧险失稳定丛的最重做要因素煌之一，童因此，滑在围岩待分级中塌切不可幅忽视。雹归纳起躺来有如头下几种坑：（a）使赏岩质驼软化宵，强遵度降臭低，劲对软带岩尤逐其突从出。臂对土拐体则反可促强使其廉液化注或流缩慧动；（b）在芦有软犁弱结曾构面卡的岩挣体中涂，会狐冲走问充填改物质杯或使霉夹层伍软化济，减脉少层颜间摩补阻力燃促使记岩块洒滑动茅；（c）在吧某些陷岩体另中，乐如含猪有生舰石膏马、岩遇盐，碌或以泥蒙脱蜘土为萍主的保粘土除岩，秆遇水姨后将颤产生坐膨胀夕，其驶势能帜很大站。在售未胶期结或罢弱胶叠结的赏砂岩雄中，及水的铲存在统可以狼产生宵流砂锈和潜虑蚀。分级时译不将水惨的影响疾直接考愧虑进去债，根据锣围岩受业地下水岂影响的拖程度，革适当降掉低围岩芦的等级青；分级时醋，按有得水情况咐考虑，购确认无来水时可棒提高围取岩等级方；直接榴将地咱下水芦的状辣况（良水质溜、质献量、员流通冈条件信、静惯水压支等）嚷作为妖一个漂分级愉指标嘴。地下起水的涌处理刃方法工程活辆动所造低成的人段为因素倘：（1）地下古洞室尺稍寸和形啦状。在同泼一类党围岩百中，败洞室基跨度追愈大群，围古岩的限稳定只性就仇愈差既，因负为岩各体的练破碎那程度梁相对舒加大轿了。越例如锡，裂呜隙间秃距在0.4取~1.逝0m左右篮的岩址体，秒对中贞等跨搁度（5~1展0m）的候洞室驾而言府，可馋算是浩大块难状的裹，但活对大蚁跨度洁（>1匙5m）的亡洞室便来说自，只旅能算亲是碎态块状俗的。好比较源通用选的做燥法，海是将饱跨度幼的影伤响放扰在确载定围任岩压宽力值量和支鼻护结诱构类酱型和编尺寸逝时考妇虑，尾这样牺将分济类的严问题累简化党了。（2）施昼工中慌采用运的开贱挖方冬法。开挖窃方法度对地阁下工睛程围笑岩稳秆定性周的影胶响较罪为明误显，丹在分牵类中丘必须絮予以府考虑衰。例馆如，嫌在同谢一类慢岩体境中，留采用乞普通结的爆倍破法渔和采晃用控秋制爆蒙破法告，采挣用矿敌山法合和采塑用掘州进机妥法，须采用闸全断品面一山次开腐挖和览采用储小断搏面分孝部开如挖，悲对围萍岩的声影响燥都各损不相丝式同。202拌3年5抹月4日545520呀23循年5绪月4鸟日56二、分气级因素衬指标及粘其选择在充淡分研院究了遥影响映地下肢工程嘴围岩皆稳定颈性的则因素拳后，篮就可削以来适分析血哪些厅因素纲或其锈组合辅可作羞为分药级指仿标，嘴用什液么方基法能曾可靠参地确师定它仁们，轮以及烂这些蜓分级最指标糠与地召下工驶程的财关系牢等等榆。分级指定标大体斩上有以味下几种宰：（1）单一莲的岩性怎指标。墨包括岩艺石的抗晚压和抗腾拉强度汽、弹性即模量等伪物理力财学参数软，以及储如抗钻吹性、抗御爆性等伏工程指波标。在劲某些特恳定目的暗分类中底，例如雷，为确舒定钻眼王功效，奇炸药消牺耗量的尺分类，坦为了划毫分岩石纪的软硬筐，开挖虑的难易提，可采仔用岩石拘的单一纹岩性指旋标进行旺分类。怀多采用燃岩石的厕单轴饱形和极限纤抗压强盛度作为傅基本的啊分级指姓标。（2）单缸一的揉综合们岩性慈指标杨。它口表明骄指标挖是单设一的这，但帽反映基的因因素却榨是综赶合的池，例揪如，痰岩体杂的弹瞎性波应传播狮速度概，它阅既可船反映相岩石存的力史学性昌质，桌又可圆表示单岩体捆的破垃碎程网度。扬完整驼的花梳岗岩淘的弹言性波吊速度害为5.0蓝km/热sec以上反，而滚破碎检和风拴化极妹严重铸的花个岗岩橡，其愚弹性兰波速普度则石小于3.络4k饭m/斤se婶c。又呈如“吼岩石裂质量哄指标历”（RQ倾D）也互是反肝映岩喊体破冷碎程凑度和泼岩石霸强度王的综顾合指母标。在以RQ悬D为单一脱指标的低分类中津认为：RQD弟>90杜%即为优椅质的；75屠%<服RQ墓D<控90原%为良工好的映；50稳%<椅RQ烟D<叔75管%为好监的；25盛%<开RQ袄D<桨50亿%为差吓的；RQ魄D<促25到%为很臣差的酒。岩芯于样品青是用逢特殊燃钻机软从地岸下取践出供贯测试眼用的狡，大烈致呈刮圆柱鄙形的矮地下学物质气试块垦。XY修-4折4型岩弱芯钻鼻机黄海砍机械誓全液搬压岩蛋芯钻含机（3）复户合指膝标。星用两衬个或愤两个拜以上章的岩墓性指厅标或择综合抹岩性菜指标促所表霸示的搜复合谷性指坛标。介典型怕的复心合指能标：巴顿（N.怀Ba糊rt章on）等人财所提出垂的“岩侵体质量—Q”指标，当就是其回中比较旦完善的低一种，Q与六蜡个表匠明岩克体质般量的哈地质派参数堆有关处：式中：RQ筝D秩—岩石荣质量葛指标壮；Jh—节理状组数秩目；Jr—节理捕粗糙穷度；Ja—节理子蚀变吩值；Jw—节理含总水折减鼓系数；SR拖F—应力折虏减系数堵。Jh—节理补组数脉目，岩体每愈破碎栏，Jh取值记愈大俯，例撤如，渠整体剩没有误或很犁少有吗节理犁的岩拐体，Jh=0悲.5吸~1愤.0；两模个节混理组驱时，Jh=4；破碎泪岩体，纷类似土套的Jh=20等；Jr—节理先粗糙翼度，节婶理愈声光滑绘，Jr取值愈秃小，例期如，不鲜连续节劣理Jr=4；平钩整光跑滑的Jr=0辽.5等；Ja—节理蝴蚀变裂值，蚀变迫愈严重仗，Ja取值愈腐大。例众如，节术理面紧毕密结合标，夹有法坚硬不转软化的哨充填物廉时，Ja=0稠.7伙5，节理灿中夹有遵膨胀性贺粘土，缺如蒙脱喜土时，Ja=8奇~1拘2等；Jw—节理含立水折减炼系数，节哀理渗辜水量然愈大却，水蹈压愈怀高，Jw取值访愈小彻。例旧如，顷干燥蔽或微悟量渗院水，条水压<0既.1轧MP望a，Jw=1.盏0，而畅渗水崭量特柏别大总，或犹水压冲特别欺高，骆持续撤无明刑显衰班减的Jw=0.已1~0蓬.05等等抬；SRF惜—应力叨折减构系数，围杏岩初默始应喝力愈炊高，SRF取值秩愈大崖。例性如，锄脆性何而坚呆硬的湾岩石调，有蔬严重宁岩爆寒现象帆时，SR备F=骄10定~2按0；坚滚硬岩秀石有所单一舅剪切市带的塌，SR坚F=底2.劣5。我国苍国防居工程信围岩静分类谷中所竹采用雁的岩寒体质誓量指必标Rm和应力逢比S：式中及：Rb—岩石单拥轴饱和推极限抗浅压强度量；Kv—岩体完代整性系学数，岩客体愈完戒整，Kv取值愈夜大，变盗化范围抹为1.贱0~售0.奋08，由通实测结确定微；Kw—地下梦水影乓响减拥折系尽数，荡变化似范围语为1.0便~0.悬4，无峰水时肾取1.0，视具削体情况荒由经验醒确定;KJ—岩层厘面产炉状要问素影槐响减义折系铲数，蔑变化赢范围档为1.靠0~到0贩.5，层土面走授向与幅轴线各夹角60博°~扰90畏°，层面严倾角<30侮°，层守面间灯距≥1m时，KJ=1蛇.0，其希它情锅况由寨经验售确定贤。Rm=Rb·Kv·Kw·KJ国标《工程舞岩体脖分级船标准》（GB5羊021狭8—9规4）也意采用仿了两填个复端合指麻标—岩体林基本西质量烛指标BQ和修正辨的岩体画基本质缓量指标[BQ捐]对工程谊岩体进掠行分级就。三、国胡内外围增岩分级南研究进循展国外奇研究盖情况畏：18世纪末，维岗尔涅闻尔提进出岩巨石定嚷性分咸类法闯，岩承石分纳为松雕散的治、软闭的、总破碎那的、村次坚洁石和怪坚石丢五类透，并志相应暂地提将出哪骆些岩绸石属跟于哪食一类皆级别尽。182粥2年，法国栽的莫氏劝根据矿视物硬度屡不同，洋用互相睛刻划的箱方法定心出从滑肾石到金耐刚石的埋十级硬昂度，称宝划痕硬俗度标。190掘6年，前苏超联的普转洛托吉穷雅柯诺怖夫利用味坚固系招数f值将凡围岩斜分为尊十级没。19刊11年，比叮尔鲍路美提抖出根卷据岩胳石天复然破爽碎状合态确淘定岩盈石荷并载的奸五级拼分级感方法研。194券0年，前苏泳联的苏屑哈诺夫缠提出根雷据实际洞采掘方甜法来确孝定凿岩剃和爆破城时岩石姜坚固性求，即用笛凿岩速夏度和钎干头消耗锡等实际停生产指睡标表示闻可钻性妖，用炸晒药单耗速等表示育爆破性虾。并规北定了一惕套标准脂测试条退件，当蛙与标准净条件不浊一致时暖则用一济系列系篇数加以仪校正。194圾6年，K.泰沙基炒用围岩稿在隧道匹开挖中喊所形成纷的压力得拱高度Hp进行了满分级。195境0年，前苏慈联的什比列依涅付尔提出喇用地面床积为1-3序mm2的截锥爹形圆柱椅压模在澡光滑岩锯块表面姿加载，索用产生贞第一次泛跃进破丙碎时的前荷载P与压模鲜地面积S之比p=所P/山S（kg/仍mm2）作笔为史材氏压惩入硬机度标案，据伪此将础岩石间分为低脆性零、塑妨脆性糠和塑棵性三慕大类衡，建话议用踩硬度幼和塑纳性系塘数两蝇项指峡标作坑为岩嚼石分称级标子准。19猴59刃年，美肃国的吉邦德箩提出推用爆根破功搏指数局来确袄定岩弱石爆防破性岭的方编法。19忙67年，美答国伊趣利诺滔斯大渡学狄唉尔等工人研者究出声一种午测定梳岩体惕完整脑性的疼方法反，即德采用围取芯损钻钻变取岩跨芯，泰根据奖所得般岩芯鞠的完举整程程度确萝定岩剧石质剩量指穷标RQD。196吓8年以来穴，日据本以锻岩石塘力学股委员泽会为同主要扩代表邪，对宰围岩亩稳定滩性分梯级进量行了首长期夫研究惭，形功成了药根据唐弹性境波速宣度进枣行铁纵路隧油道围兽岩分壮级的伴规范纠方法香。把君围岩岭分为Ⅰ~娘Ⅴ个级别浅。19秘73年，南非渣的比尼晓威斯基丢提出了苦“地质鸦力学分析级系统睬”，用浊以下七慢个方面辩的指标乘总得分RMR来综貌合确破定岩情体级躺别，矩即单情轴抗金压强朴度、RQ沫D、风化稼与变质坑特征、蜘节理间剧距、节浆理连续毕性与充赶填情况妙、地下卡水、节渐理走向怨与倾斜谢。19垃74年，挪勺威学笑者巴凳顿、敌利恩棕和隆伯德对20净0多座隧巾道实例页进行了衣统计分娇析，建盾立了一娘种由六吃个指标蔑综合评格定岩体区质量Q值的定需量分级客方法，山即岩体晕质量Q法。19钓79年，法洞国的志隧道忽协会萄（AF多TE监S）应继用坚部固系懂数f值将围邮岩分为察十级，萌并提出交了相应架的支护脸结构的捎建议。19躁96年，前信苏联失在修时建巴粮库地狡下铁辱道时告，曾剃对围到岩稳钱定性犹进行裳专门屿分级津。它骡从工匙程地眼质条鼻件和提各类舌岩层钩的性冻质、肺地下萌水的辰状态宁，把枝围岩询分为活四类忽。20辣00年，土耳戚其的Erg束ul傅Yas害ar针对炮煤系甩地层山提出敲了一徒个新长的围南岩分赠级方闲法——R苗MCR，该征方法俗包括12个指标橡。20良02年，M.阁Sa发pi紫gn认ia等人研烛究了不刊同围岩件级别下旁，TBM掘进速蝇率，认寒为当岩孝体等级念（RMR）在40~帝70时TB障M工作最停好，而笑太高或种太低TB妖M工作效吓率都是喊很低的牲。200辈6年，，H.楚HR嗽yu，从辣理论押的角辫度上其分析转了Q法和豆地球泼物理下勘探卵中的币电阻馅系数尽的关腊系，跳提出被了隧软道中贝基于拥围岩活电阻坚系数颜的岩奖体分秘级。20勿07年，台湾Che弦nC低hao客-Sh少i提出群了一盈种基脾于层砌次分症析过秘程（AHP）和暗模糊喝方法良（FDM）的岩拜体等级痰评价模舟型。国内嫩研究哥情况湾：19犁50年代初，向前繁苏联学拐习，引轨进了前戚苏联的杀普氏和祖苏氏分劲级方法若。19届58年，提出痛了以钻岛粒钻进肺为基础功的《岩芯祥钻探拔岩石车可钻贯性12级分惰类表》。195吸9年，煤炭挡工业出冒版社出奥版了徐陪小荷《论我国拨岩石分澡级》。19梨60年，颁积布了《铁路通隧道注设计剑规范》，按泉照坚摸固性溉系数f值，从15绩~0凭.6，将隧吼道围岩甜分为10级，并婆编制了欢与之配奶套的隧宪道衬砌日标准设环计。19羡72年，建委维发布了《地下岩塌石硐室无技术措叙施》，以岩撇石强度惧、岩体匀完整程箭度、地吩下水为周指标进巡寿行围岩赠分级。19鞠75年，出版矛了《铁路伐工程煌技术参规范.第3篇——隧道》（19蛾74交铁测基字29音60号）杂，对凯铁路呀隧道境围岩专分级扬方法净作了惭重大便修正莲，建皇立了店对国币内地纸下工午程具敲有深纺远影钳响的殊以隧铜道稳树定性那为基地础的俭铁路通隧道侮围岩俯分级嚷方法殃。197滤9年，中海国科序学院透地质伟研究听所谷完德振委教授滤在《岩体于工程仇地质勤力学丸基础》一书中吼提出了苦按照岩杂体质量建系数（Z）分漠级的辟方法拆。以李岩石眉强度岛、岩轧体完帆整程馒度、固结构潮面状势态为参指标城进行游分级僚。198歇4年，《国防畏工程勒锚喷念支护容技术臂暂行酸规定》（军标己），以侵岩石硬督度、岩鸡体完整地程度、劲地下水衰、初始咽应力状缠态、结钟构面与刑洞轴组搏合关系若、结构汇面状态旗、声波邻速度为扶指标进主行分级究。198渣5年，《锚杆喷喉射混凝序土技术台规范》（国牌标）板，以稼岩石茧强度清、岩吓体完象整程咬度、廉初始臣应力腐状态鞠、声芳波速饺度为级指标蜡进行荐分级肝。《铁路辣隧道甩设计具规范》（部疯标）彩，以贤岩石船强度少、岩画体完微整程腰度、阻地下殊水、阀结构便面状赛态为盘指标碎进行蔬分级澡。《坑道橡工程阔围岩浊分类》（总参被工程兵闻），以士岩石强望度、岩诵体完整价程度、外地下水巾、初始滤应力状赏态、结育构面和壁洞轴组别合关系州、结构孝面状态天、声波倍速度为遍指标进涂行分级轮。19云88年，《水工隧羽道设计葬规范》（部标者），以帜岩石强犬度、岩损体完整所程度、盆地下水耍、结构机面和洞凝轴组合陪关系、辨结构面萝状态为疾指标进延行分级劝。198测9年，长辉沙矿等山研麻究院课提出赤了以厘岩石血纵、乖横波毅速，近岩体服纵波莫速度度和岩良石强企度四芝因素篮构成毒的岩漏石爆巴破性回分级兼表，技共分编五级狱。19她92年，铁诞道部抢颁布雕的《铁路隧就道喷锚廉构筑法烦技术规卵则》（TBJ窄108啊—92），明兰确地确灿立了铁革路隧道栗勘察设介计阶段钞的围岩陪分级的虫定量判朱定方法桶。19被95年，发辜布了《工程岩桥体分级印标准》（GB5扮021唐8-9理4）。200绩0年，我国牧第二部药铁路隧播道围岩沟分级的阔专著《铁路隧徐道围岩滋分级方跌法》（关著宝树密）20古01年，西南车交通大孝学提出清的以大答量的工丽程数据与、数量觉化理论节为基础巩的施工共阶段围韵岩级别腊的定量肿判定方字法体现慨在《铁路隧场道设计报规范》（TB送10害00渣3-屋20阶01）中。红至此，革铁路隧壶道围岩闹分级方焦法，形垄成了一煌个从勘趴测设计燥到施工娱的完整轨的、系粘统的体叫系。20殖03年，周谈汉民纹提出款了岩木体质服量的挖可拓膨学评滑价方续法。20绪04年，《公路隧待道设计钩规范》（JTG释D70足-20完04）中的满岩质围谨岩分级尊引用《工程阻岩体煤分级屠标准》（GB激50侨21秤8-雀94）。20省05年，西南遮交通大碎学张庆桂飞、巫费锡勇提糟出了围遗岩分级烦的灰色妈聚类方纸法。20删06年，西南肝交通大客学王明属年等提知出了岩削质围岩斧亚级分趋级方法喷。200阴7年，左昌悦群、陈毒建平以胃火车岭智隧道为垂例，提暂出了基槽于可拓爷学原理刃的围岩趁分级方利法。徐岸燕、佴汤磊分析纲了两步百分级法驻在公路逮隧道动钩态施工醒围岩分盏级中的董应用方逢法。第五节垄国内阔外主要斥地下工涌程围岩裕分级标倾准一、芦国标《工程里岩体醋分极柏标准》（GB5臂021北8-9蔑4）为了当能适独应各痒种类毛型岩侧石工贼程的纱岩体毕分级夹需要价，它毯采取覆两步久走的逼方法带：先转确定轻岩体鼓基本举质量位；再奇结合骨具体屈工程骗的特僵点确腹定岩撇体级袋别。厘在确那定岩特体基惨本质密量和见级别斧时采邀用定敲性与河定量臣相结乡丰合的桨方法浇，从改而可喜以提股高分铲级的检准确惯性和飘可靠抛性。（1）分辫级因佩素及燥其确渗定方埋法袍本分醉级标藏准认雾为岩体存基本撕质量应由岩石坚睁硬程度和岩体完停整程度两个痛因素棍确定甘。岩石坚膝硬程度休的定性励划分Rc与定性多划分的赴岩石坚戴硬程度攀的对应么关系岩石继坚硬唇程度炊划分半的定谜量指元标：RCRC可采用锹实测值硬，若无沸实测值沃，可采束用岩石施点荷载迅强度指绘标进行嫁换算：岩体丛完整铲程度稼的定性划分岩体完朱整程度绑划分的获定量指掘标：岩体完整蒙性指掀数Kv。Kv可用岩体弹碰性纵波矛速度Vpm和同一棕岩体取仔样测定身的岩石晒弹性笑纵波漏速度Vpr按下式哪计算而河得:Kv与定性超划分的正岩体完纵整程度惨的对应否关系Jv与Kv对照县表（2）岩体拖基本质奔量分级岩体基浪本质量纠分级可散根据上震述的分病级因素鸡结合岩深体基本焰质量凤指标（BQ）进超行。岩体基步本质量爽分级（3）工储程岩问体级累别的枝确定对于叮实际申的工资程岩优体，遮仅确既定了要其基尿本质浩量级佩别尚午不能暗满足且设计隐和施倦工的拒需求世，须甲在岩斯体基展本质计量分叨级的奴基础草上，锈结合藏实际皱工程短的特殊点，探考虑地下水非状态、遗初始地掀应力场拴、工程混轴线或惹走向线害的方位谁与主要吩软弱结香构面产比状的组纵合关系等必要衡的修正因素随，对愧工程般岩体洲进行蔑详细翻定级围。修正的雷岩体基为本质量飞指标计闷算方法络：[B竖Q]轧=应BQ秧-1韵00（K1+莲K2+痰K3）式中悦：[BQ沃]—岩体川基本荡质量惧指标洒修正着值；BQ需—岩体基联本质量慎指标；K1—地下水抓影响修旨正系数喜；K2—主要敬软弱经结构企面产刚状影坟响修坝正系贵数；K3—初始应曲力状态订影响修静正系数造。地下蜂水出浓水状敢态初始字应力赠状态K3BQ地下水链影响修泄正系数K1主要符软弱洋结构运面产奥状影朱响修氧正系苦数K2初始脖应力静状态返影响心修正握系数K3K1BQ使用立修正昌后的[BQ士]值按馋“岩哈体基严本质报量分柿级表糕”重涨新确婶定工蔽程岩糕体的亲质量医级别（4）地下欲工程岩喊体自稳夸能力在地下爹工程设租计和施虏工中，椒最关心肿的是围量岩的稳赞定性和呈围岩的谢压力特识征。根柿据给出代的可能摆塌方高语度，可宁以大致铸计算出叫围岩松睁动压力与的值。地下笋工程酬岩体亮自稳老能力注：誉小塌锅方：寻塌方尊高度朵＜3m，或椒塌方爬体积溜＜30m冤3；中塌火方：愁塌方碧高度3~魄6m，或帆塌方签体积30~肾100惭m3；大塌方那：塌方铁高度＞6m，或佳塌方疯体积智＞10桐0m于3。二、《铁路斑隧道浩设计磁规范》的围削岩分昆级（1）岩戒石坚窝固系磁数f值分丑类法米不能肯全面繁地反牺映隧盯道围茶岩的椒稳定吊特征初和状坟态。（2）19唯75年铁扒道部聋颁布范了以威围岩规结构张特征狡和完衣整状怕态为占分类形基础叫的铁柴路隧暑道围恼岩稳扯定性并分类意法，姑与当遣前国阅际上俯围岩待分类喂的趋口势相腊适应纺的。（3）198电5年修改衫规范，《铁路日隧道狸设计瓜规范》TBJ别3—8柿5围岩分谋类的原怒则：（a）脱乐离了遍单纯湖按岩纲石强炊度指落标分肥类的奔办法叶，进践一步威考虑牧岩体针的地裳质特罢征和页稳定绳性；（b）在主马要以岩务体结构职特征为柏依据的酸同时，南还应采轿用岩体敏的一些疏定量指板标，如括弹性波闯传播速警度等；（c）分类育中应提横出明确程的工程妻目的和伤内容，竿提出相晓应的工钥程措施治。（d）分痰类应胜简明戚，等铲级不喊宜过棕多，费便于柔使用垫；（e）尽困量与锻其它捐部门饥的围姥岩分水类法腰，如撇地质林分类超等取食得一核致。TBJ闹3—8槽5围岩沾分类悬因素陈、指匪标及远类别:（a）岩迷体的肠结构侮特征锈与完絮整性杯；（b）岩宗石强品度；（c）地疲下水挠；（d）弹繁性波穷传播馒速度占。将围犹岩分浙为Ⅰ~Ⅵ类，Ⅵ类围鞋岩稳挤定性饺最好办，Ⅰ类最裹差。（4）《铁路像隧道香设计斑规范》（TB遣10矮00嫁3—能20治01）按国标《工程渴岩体润分级签标准》那样奥，改委称围谷岩分间级，催分Ⅰ~寒Ⅵ级，顺辞序为由培好到坏麦。Ⅰ级围旺岩最除稳定塔，Ⅵ级最不默稳定。围岩匙分级阅的基指本因两素：围岩基填本分级千由岩石珠坚硬漫程度和岩体夹完整孤程度两个因敬素确定妄，而岩崖石坚硬焦程度和庙岩体完将整程度雹分级采角用定性划定分和定量嘱指标两种馋方法兽。岩石坚要硬程度浆根据定幼量指标—岩石单难轴饱和袜抗压强蒜度进行俗划分叙。岩体完腿整程度纸根据结霸构面特究征、结如构面发并育的组泼数和岩哑体结构胀类型等兄定性特确征