岩石的物理性质及分类ppt课件.ppt

《岩石的物理性质及分类ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《岩石的物理性质及分类ppt课件.ppt（94页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、第 二 章 岩石的物理性质及分级,本章内容：,2-1 岩石的基本物理性质 2-2 岩体结构 2-3 工程岩体的分级,1、岩石的基本物理性质； 2、岩体结构； 3、岩体的分级；,重点、难点:,密度；重度；岩石的孔隙性；孔隙率；孔隙比；岩石的水理性；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；岩体结构；岩体变形，岩石RQD质量指标；完整性系数；岩石坚固性系数,关键术语:,要求：1、须掌握本章重点难点内容；2、了解几种有代表性的岩体分类方法；3、了解我国工程岩体分级标准（GB5021894）,21 岩石的基本物理性质,岩石由固体，水，空气等三相组

2、成。 一、密度（）和重度()： 单位体积的岩石的质量称为岩石的密度。单位体积的岩石的重力称为岩石的重度。所谓单位体积就是包括孔隙体积在内的体积。 （g/cm3），g(kN/m3)岩石的密度可分为天然密度、干密度和饱和密度。相应地，岩石的重度可分为天然重度、干重度和饱和重度。,1、天然密度（）和天然重度（） 指岩石在天然状态下的密度和重度。,（g/cm3）,(kN /m3),式中：W 天然状态下岩石试件的质量(g) ； V岩石试件的体积(cm3)； g重力加速度。,干密度是指岩石孔隙中的液体全部被蒸发后单位体积岩石的质量，相应的重度即为干重度。,2、干密度（d）和干重度(d ),（g/cm3）,

3、(kN /m3),式中：Ws岩石试件烘干后的质量(g)； V岩石试件的体积(cm3)； g重力加速度。,3、饱和密度（）和饱和重度(w),饱和密度就是饱水状态下岩石试件的密度。,式中：WW饱水状态下岩石试件的质量 (g)； V岩石试件的体积(cm3)； g重力加速度。,（g/cm3）,(kN /m3),二、比重(),岩石的比重就是指岩石固体的质量与同体积水的质量之比值。岩石固体体积，就是指不包括孔隙体积在内的体积。岩石的比重可在实验室进行测定，其计算公式为：,式中：岩石的比重； Ws干燥岩石的质量(g); Vs岩石固体体积(cm3); W 40C时水的密重。,三、岩石的空隙性,空隙：岩石中孔隙

4、和裂隙的总称。,闭型空隙：岩石中不与外界相通的空隙。 开型空隙：岩石中与外界相通的空隙。包括大开型空隙和小开型空隙。 在常温下水能进入大开型空隙，而不能进入小开型空隙。只有在真空中或在150个大气压以上，水才能进入小开型空隙。,空隙度：指岩石的裂隙和孔隙发育程度，其衡量指标为空隙率(n)或空隙比（e）。,根据岩石空隙类型不同，岩石的空隙率分为： (1) 总空隙率n (2) 大开空隙率nb (3) 小开空隙率nl (4) 总开空隙率n0 (5) 闭空隙率nc一般提到岩石的空隙率时系指岩石的总空隙率。,1、空隙率,(1)总空隙率n: 即岩石试件内空隙的体积（VV)占试件总体积(V)的百分比。,(2

5、)大开空隙率nb: 即岩石试件内大开型空隙的体积（Vnb)占试件总体积(V)的百分比。,(3)小开空隙率nl: 即岩石试件内小开型空隙的体积（Vnl)占试件总体积(V)的百分比。,(4) 总开空隙率（孔隙率）n0: 即岩石试件内开型空隙的总体积（Vn0)占试件总体积(V)的百分比。,(5) 闭空隙率nc: 即岩石试件内闭型空隙的体积（Vnc)占试件总体积(V)的百分比。,所谓空隙比是指岩石试件内空隙的体积（V V)与岩石试件内固体矿物颗粒的体积（Vs)之比。,2 、空隙比(e),四、岩石的水理性质,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。1、岩石的吸水性

6、 岩石吸收水分的性能称为岩石的吸水性，其吸水量的大小取决于岩石孔隙体积的大小及其密闭程度。岩石的吸水性指标有吸水率、饱水率和饱水系数。,（1）岩石吸水率(1)：,是指岩石试件在标准大气压力下吸入水的重量W1与岩石干重量Ws之比。,岩石的吸水率的大小，取决于岩石所含孔隙、裂隙的数量、大小、开闭程度及其分布情况，并且还与试验条件（整体和碎块，浸水时间等）有关。 根据岩石的吸水率可求得岩石的大开空隙率nb：,式中：W s为干燥岩石的重量；d,w分别为干燥岩石和水的重度。,（2）岩石的饱水率（2）,岩石的饱水率指在高压（150个大气压）或真空条件下，岩石吸入水的重量W2与岩石干重量Ws之比，即：,根据

7、饱水率求得岩石的总开空隙率n0：,式中：Ws为干燥岩石重量；d, w干燥岩石和水的重度。,（3）岩石的饱水系数（Ks）,岩石吸水率与饱水率之比称为岩石的饱水系数，即,饱水系数反映了岩石中大开空隙和小开空隙的相对含量。饱水系数越大，岩石中的大开空隙越多，而小开空隙越少。 吸水性较大的岩石吸水后往往会产生膨胀，给井巷支护造成很大压力。,2、岩石的软化性,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，可用软化系数表示。 软化系数指岩石试样在饱水状态下的抗压强度cw与在干燥状态下的抗压强度c之比，即,各类岩石的c=0.450.9之间。c 0.75,岩石软化性弱、抗水、抗风化能力强；

8、c 0.75，岩石的工程地质性质较差。,3、岩石的膨胀性,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。其测定方法是平衡加压法。,试验中不断加压，并保持体积不变，所测得的最大压力即为岩石的最大膨胀力；然后逐级减压，直至荷载为0，测定其最大膨胀变形量，膨胀变形量与试件原始厚度的比值即为膨胀率。,4、岩石的崩解性,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。 岩石的崩解性一般用耐崩解指数 Id2 的表示。其指标可在实验室用干湿循环试验确定。,试验过程：将经过烘干的试块（500g,分成约10块），放在带有筛孔的圆筒内，使该

9、圆筒在水槽中以20r/min,连续旋转10 min,然后将留在圆筒内的岩块取出烘干称重，如此反复进行两次，按下试计算耐崩解指数。,式中：Id2 两次循环试验求得的耐崩解指数，在0100%之间变化；md试验前试块的烘干质量；mr残留在圆筒内试块的烘干质量；W1 试验前试件和圆筒的烘干重量；W2第二次循环后试件和圆筒的烘干重量；W0试验结束冲洗干净后圆筒的烘干重量。 岩石的崩解性指数反映了岩石在浸水和温度变化的环境下抵抗风化作用的能力。,4、岩石的崩解性,5、岩石的抗冻性,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。 岩石的抗冻性用抗冻系数Cf表示，指岩石试样在250

10、C的温度期间内，反复降温、冻结、融解、升温，然后测量其抗压强度的下降值（c-cf）,以此强度下降值与融冻试验前的抗压强度c之比的百分比代表抗冻系数Cf ，即,可见：抗冻系数Cf 越小，岩石抗冻融破坏的能力越强。,五、岩石的透水性,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

11、。,六、岩石的碎胀性,岩石破碎后的体积VP比原体积V增大的性能称为岩石的碎胀性，用碎胀系数来表示。,碎胀系数不是一个固定值，是随时间而变化的。 永久碎胀系数（残余碎胀系数）不能再压密时的碎胀系数称为永久碎胀系数.,2-2 岩体结构,结构面：是指岩体中各种具有一定方向，延展性较大，厚度较小的二维地质界面，包括物质的分界面、不连续面如节理、片理、断层、不整合面等。广义的结构面包括未中断岩体连续性的几何意义的面，如褶皱轴面。结构体：由是不同产状和不同规模的结构面相互切割而形成的大小不一、形态各异的岩石块体。岩体：结构面和结构体的地质统一体。,一、结构面的类型,1、结构面按成因可分为,（1）原生结构面

12、：在成岩过程中形成的结构面。,A、沉积结构面是沉积岩在成岩过程中形成的各种地质界面，包括层面、层理、沉积间断面（不整合面、假整合面），及原生软弱夹层等。 B、火成结构面为岩浆侵入、喷溢冷凝所形成的各种结构面，如流层、流线、火山岩流接触面、各种蚀变带、挤压破碎带以及原生节理等。这些结构面的产状受侵入岩体与围岩接触面所控制。 C、变质结构面为岩体在变质作用过程中所形成的结构面，如片理、片麻理、板理及软弱夹层等。变质结构面的产状与岩层基本一致，延展性较差，但它们一般分布密集。片理结构面是变质结构面中最常见的，其面常常是光滑的，但形态呈波浪状.片麻理面常呈凹凸不平状，结构面也比较粗糙，变质岩中的软弱夹

13、层主要是片状矿物，如黑云母、绿泥石、滑石等的富集带，其抗剪强度低，遇水后性质就更差.,（2）构造结构面,各类岩体在构造运动作用下形成的各种结构面，如劈理、节理、断层、层间错动面等。 节理面在走向延展及纵深发展上，其范围都是有限的，大者一般不过上百米，小者仅有几厘米张节理面一般粗糙，参差不齐，宽窄不一，延展性较差，剪节理面一般平直光滑，延展性相对较好，节理面上常见有擦痕和各种泥质薄膜，如高岭石、绿泥石、滑石等，因此，剪节理面尽管接触紧密，但却易于滑动。 断层面的规模相差比较悬殊，有的深切岩石圈几十公里，有的仅限于地壳表层或只在地表数十米但是，相对工程而言，断层面一般是延展性较好的结构面断层面(或

14、帘)的物质成分主要是构造岩，如断层泥、糜棱岩、角砾岩、压碎岩等层间错动带是在层状岩体中常见的一种构造结构面，其产状一般与岩层一致。 延展性较好，结构面中的物质，因受构造错动的影响，多呈破碎状、鳞片状，且含泥质物。,（3）次生结构面,在地表条件下，由于外力(如风化、地下水、卸荷、爆破等)的作用而形成的各种界面，如卸荷裂隙、爆破裂隙、风化裂隙、风化夹层及泥化夹层等。 卸荷裂隙一般发生在岩体有临空面条件的地区，特别是在深切河谷处，延展性不好，常在地表2040m内发育，裂隙面粗糙不平，常为张开型，充填物多为泥质碎屑。 爆破裂隙是矿山工程中常见的一种次生结构面，爆破裂隙的延展与分布视所在地区岩体特性及爆

15、破的大小而异一般爆破裂隙的延展范围是有限的，且多呈一组相互平行的、弧状的裂隙面分布。 风化裂隙及风化夹层一般是沿原生夹层和原有结构面发育，多是短小密集，延展性差，仅限于地表一定深度。 泥化夹层是由于水的作用使夹层内的松软物质泥化而成，其产状与岩层基本一致，泥化程度视地下水作用条件而异泥化夹层一般都是强度很低的，它们是导致岩体失稳破坏的常见因素。,2、结构面按受力条件可分为,A、压性结构面：由压应力挤压而成，其走向与最大主应力方向垂直。如片理面、褶皱轴面、压性节理面等。,B、张性结构面：在拉应力作用下产生的结构面，其走向与最大主应力方向一致。结构面是张开的，结构面壁粗糙。如张断裂面、张性节理面。

16、,C、扭性结构面：由纯剪或压张应力引起的剪应力所形成的结构面，结构面壁较光滑，开口或闭口都有可能，往往成对出现。如x型断层面，x型节理面。,(a)(b)(c)纯剪作用产生的扭性结构面；(d)张扭性结构面；(e)压扭性结构面,结构面的主要特征,二、结构面的等级,结构面的发育程度、规模大小、组合形式等是决定结构体的形状、方位和大小，控制岩体稳定性的重要因素。尤以结构面的规模是最重要的控制因素。按结构面发育程度和规模可以划分为如下五级：,上述5级结构面中，I、II结构面又称为软弱结构面，III级结构面多数为软弱结构面，IV、V级结构面为硬性结构面。,结构面分级及其特征（据孙广忠，1988年）,不同级

17、别的结构面，对岩体力学性质的影响及其在工程岩体稳定性中所起的作用不同。I级结构面控制工程建设地区的地壳稳定性，直接影响工程岩体稳定性。II、III级结构面控制着工程岩体力学作用的边界条件和破坏方式，它们的组合往往构成可能滑移岩体（如滑坡、崩塌等）的边界面，直接威胁工程的安全稳定性。IV级结构面主要控制着岩体的结构、完整性和物理力学性质，是岩体力学研究的重点和难点。对于工程岩体来说，III级以上的结构面分布数量少，甚至没有，且规律性强，容易搞清楚，而IV级结构面数量多且具随机性，其分布规律不太容易搞清楚，需用统计方法进行研究。V级结构面控制岩块的力学性质。 各级结构面是互相制约、互相影响，并非孤

18、立的。这些特点在实际工作中应予关注。,三、结构面的几何特征,结构面的几何特征是反映结构面的外貌，由下列要素组成：1、走向。结构面与水平面的交线方向，用方位角表示。 2、倾斜。结构面的倾斜方向和倾斜角度。 3、连续性。4、粗糙度。表明结构面的粗糙程度。 5、起伏度。包括起伏波的幅度和长度。起伏波的幅度是指相邻两波峰连线与其下波槽的最大距离a,起伏波的长度是指相邻两波峰之距离。,四、结构面的自然特征,1、 产状 结构面的产状常用走向、倾向和倾角表示。结构面与最大主应力间的关系控制着岩体的破坏机理与强度。(1)当为锐角时，岩体将沿结构面滑移破坏；(2)当=0时，表现为横切结构面产生剪断岩体破坏；(3

19、)当=90时，表现为平行结构面的劈裂拉张破坏。,2、 连续性 结构面的连续性反映结构面的贯通性，常用线连续性系数、迹长和面连续性系数表示。线连续性系数：沿结构面延伸方向上，结构面各段长度之和与侧线长度的比值。面连续性系数：在岩体中取一平直断面，被结构面切割的面积与总断面的面积的比值 结构面的连续性对岩体的变形、变形破坏机理、强度及渗透性都有很大的影响。,3、密度 结构面的密度反映结构面的发育程度，常用线密度、间距等指标表示。(1)线密度是指结构面法线方向单位测线长度上交切结构面的条数(2)间距指同一组结构面法线方向上两相邻结构面的平均距离。多组节理,10m,实例：k=4/10=0.4/md=1

20、/k=2.5m,4、 张开度 结构面的张开度是指结构面两壁面间的垂直距离。关于张开结构面张开度与充填结构面厚度的定义(根据国际岩石力学学会专业委员会)为了适于野外定性鉴定，凡结构面张开度大于3mm者，认为是张开的；小于0.1mm者已不易肉眼判别，故将结构面张开度分为三档。(1)张开宽度小于1.0mm：闭合；(2)张开宽度为1.0-3.0mm：微张开；(3)张开宽度大于3.0mm：张开。,5、形态 结构面的形态对岩体的力学性质及水力学性质存在明显的影响，结构面的形态可以从侧壁的起伏状态及粗糙度两方面进行研究。(1)结构面侧壁的起伏形态可分为：平直的、波状的、锯齿状的、台阶状的和不规则状的几种。侧

21、壁的起伏程度可用起伏角表示：,结构面的起伏形态示意图平直的；b.台阶状的；c.锯齿状的；d.波状的；e.不规则状的,结构面的起伏角计算图,(2)粗糙度指结构面相对于平均面的固有表面不平整度和波纹度，可用粗糙度系数(JRC)表示。结构面的粗糙程度是决定结构面结合好坏及其力学性质的重要因素。,6、结构面的胶结情况及充填情况 (1) 胶结结构面 泥质胶结：强度最低，在脱水情况下有一定的强度，遇水发生泥化、软化，强度明显降低。 可溶盐类胶结：干燥时有一定的强度，遇水发生溶解，强度降低。 钙质胶结：强度较高，且不受水的影响，但遇酸性水强度降低。 铁质胶结：强度较高，但易风化，力学性能不稳定。 硅质胶结：

22、强度高，力学性能稳定。 可见，胶结结构面随胶结物的成分不同，其力学效应有很大差别。,(2) 非胶结结构面 分为有充填物的结构面和无充填物的结构面。 无充填物的结构面：其强度主要取决于结构面两侧岩石的力学性质及结构面粗糙度。 有充填物的结构面：其强度除与充填物、结构面两侧岩壁接触面的力学特性有关外，主要取决于充填物的成分和厚度。 A、充填物成分：质粘土、砂质、角砾质等。 B、充填物厚度对结构面强度影响特别显著。按厚度可将有充填物结构面分为：薄膜充填：充填物厚度多在1mm以下，多系次生蚀变矿物与风化矿物构成，如滑石、粘土矿物等； 断续充填：充填物不连续，厚度多小于结构面的起伏差，使结构面强度降低。

23、 连续充填：充填物厚度一般大于起伏差，结构面强度主要受充填物强度控制，因此，常构成岩体的主要滑动面。 厚层充填：充填厚度较大，一般几十厘米至数米，构成软弱带，如断层泥。有时表现为岩体沿接触面滑移，有时为软弱充填物本身塑性流动，常导致重大工程事故。,五、结构体的大小,按规模结构体可分为： I级结构体：由I级结构面切割成的结构体(地质体)。II级结构体：由I级结构体经II级结构面切割而成的结构体(山体)。III级结构体：II级结构体再经III级结构面切割而成的结构体。IV级结构体：III级结构体再经IV级结构面切割而成的结构体（完整岩石或岩块）。,六、结构体的块度,结构体的块度通常指最小结构体的尺

24、寸。在岩体工程稳定性分析中，结构体的块度决定了岩体工程围岩的破坏方式，从而决定了支护和加固方法。在开挖过程中结构体的块度影响施工及临时支护。,七、结构体的形状,1、板状结构体：,2、柱状结构体：,3、锥形结构体：,结构体的形状与岩石类型有关；与区域构造运动强度有关；与工程围岩的破坏方式有关。,八、岩体的结构,岩体的结构是指岩体中结构面和结构体的形态和组合特征。 按岩体被结构面分割的程度或结构体的形态特征，可将岩体结构划分为以下几种基本类型：,岩体结构,整体结构,层状结构,块状结构,碎裂结构,散体结构,镶嵌结构,层状碎裂结构,碎裂结构,1、整体结构,岩性单一，节理不发育，无软弱结构面或夹泥，层面

25、 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 1.5 m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。,2、块状结构,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 0.350.75结构面间距 0.71.5 m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。,3、层状结构,由中厚（0.250.5 m）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

26、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 0.30.6; 薄层状 0.4结构面间距：层状 0.250.5 m ；薄层状 0.25 m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。,4、碎裂结构,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。,5、散体结构,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

27、，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。,2-3 工程岩体的分级,岩体分类是对影响岩体稳定性和影响工程设计、施工和维护的各种因素建立一些评价指标，对工程辖区岩体进行评价，划分出不同的的级别或类别。 分类的目的：为岩体工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据。 按分类目的，可分为综合性和专题性两种；按其所涉及的因素多少，可分为单因素分类法和多因素分类法两种。,一、工程岩体分类的参考影响因素,1、岩石的质量。主要表现在岩石的强度和变形性质方面。2、岩体的完整性。岩体完整性取决于不连续面的组数和密度。可

28、用结构面频率(裂隙度）、间距、岩心采取率、岩石质量指标RQD以及完整性系数作为定量指标进行描述。这些定量指标是表征岩体工程性质的重要参数。3、结构面条件。包括结构面产状、粗糙度和充填情况。岩体的工程性质主要取决于结构面的性质和分布状态以及其间的充填物性质。,一、工程岩体分类的参考影响因素,4、岩体及结构面的风化程度。风化程度越高，岩体越破碎，强度越低 。5、地下水的影响。渗流，软化，膨胀，崩解，静、动水压力等。6、地应力。地应力难于测定，它对工程的影响程度也难于确定，因此，其影响一般在综合因素中反映。,二、几种有代表性的工程岩体分类方法,式中：Rc岩石单轴抗压强度，Mpa f 20 为1级，最

29、坚固； f 0.3为第10级，最软弱。优点：形式简单，使用方便。缺点：未考虑岩体的完整性、岩体结构特征对稳定性影响，故不能准确评价岩体的稳定性。,1、普氏分类法 以岩石试件的单轴抗压强度作为分类依据，根据普氏坚固性系数 f 将岩石分为十级。 f 值越大，岩体越稳定。,2、岩石单轴抗压强度分类,我国工程界按岩石单轴抗压强度将岩体分为四类：,3、按岩体完整性系数Kv（龟裂系数）分类,式中：Vpm、Vpr岩体、岩石弹性纵波速度（m/s)。,4、按岩芯质量指标（RQD）分类,蒂尔（Deer,1968)提出根据钻探时岩芯完好程度来判断岩体的质量，对岩体分类。,式中：li 所取岩芯中10cm长度的岩芯段的

30、长度； L钻进岩芯的总程度，m。,5、 以弹性波速度分类,6、宾尼奥夫斯基节理岩体地质力学分类（ RMR分级系统）,宾尼奥夫斯基（ Bieniawski，1976)提出的分类指标RMR(Rock Mass Rating)，由下列6种指标组成： （1）岩块强度(R1) （2）RQD值(R2) （3）节理间距(R3) （4）节理条件(R4) （5）地下水(R5) （6）节理方向对工程的影响的修正参数（R6） 即：,（1）对应岩石强度的岩体评分值R1,（2）对应于岩芯质量指标的岩体评分值R2,（3）对应于最有影响的节理组间距的岩体评分值R3,（4）对于节理状态的岩体评分值R4,（5）取决于地下水状态

31、的岩体评分值R5,（6）节理方位对RMR的修正值R6,（7）节理走向与倾角对隧道掘进的影响,根据总分确定岩体分级,7、巴顿岩体质量（Q）分类,挪威巴顿（Barton）等人于1974年根据隧道工程的调查，提出一个用6个参数表达的岩体质量指标Q，作为岩体质量分类的依据。,式中：RQD岩石质量指标；Jn节理组数评分；Jr节理面粗糙度评分；Jw按裂隙水条件评分；Ja节理蚀变程度评分；SRF按地应力影响评分（应力折减系数）。Q反映了岩体质量的三个方面：,为岩体的完整性；,表示结构面的形态、充填物特征及次生变化程度；,表示水与其他应力存在时对岩体质量的影响。,（1）节理组数影响（Jn),（2）节理粗糙度影

32、响（Jr),（3）节理蚀变程度影响（Ja),（4）裂隙水影响（Jw),地下开挖当量直径：,根据Q值，可将岩体分为9类，如图：,Q分类法考虑的地质因素较全面，而且把定性分析与定量评价结合起来了，软硬岩均适用，在处理极软弱的岩层中推荐采用此分类法。 宾尼奥夫斯基（ Bieniawski，1976)在大量实测统计的基础上，发现Q值与RMR值之间具有如下条件关系：,三、我国工程岩体分级标准（GB50218-94),1、工程岩体分级的基本方法（1）确定岩体基本质量 标准认为岩石的坚硬程度和岩体完整程度决定岩体的基本质量。岩体基本质量好，则稳定性好；反之，稳定性差。,A、采用饱和岩石单轴抗压强度C划分岩石

33、坚硬程度,C与点荷载强度指数的关系：,是指直径50mm圆柱试件径向加压时的点荷载强度。,B、采用完整性系数Kv划分岩体完整程度,岩体体积节理数Jv(条/m3)：,式中：Sn第 n组节理每米长测线上节理的条数； Sk每立方米岩体非成组节理条数。 Jv与Kv的对照关系：,（2）岩体基本质量分级,A、岩体基本质量指标（BQ)的计算,注意：当C 90Kv+30 时，应以C=90Kv+30 代入上式计算BQ值；当Kv 0.04 C+0.4时，应以Kv=0.04C+0.4代入上式计算BQ值；,式中：BQ岩体基本质量指标； C岩石饱和单轴抗压强度(Mpa); Kv岩体完整性系数。,B、按BQ值进行岩体基本质

34、量分级,（3）基本质量指标BQ值的修正,结合工程具有情况，对BQ进行修正，修正值BQ按下式计算： BQ=BQ-100(K1+K2+K3)式中： K1地下水影响修正系数； K2主要软弱结构面产状影响修正系数； K3初始应力状态修正系数。,A 地下水影响修正系数K1,B 主要软弱结构面产状影响修正系数K2,C 初始应力状态修正系数K3,2、工程岩体分类标准的应用,（1）岩体物理参数的选用 工程岩体的级别一旦确定，可按表选用岩体的物理参数和结构面的抗剪强度参数。（2）地下工程岩体自稳能力的确定,岩体级别与岩体物理力学参数,岩体级别与岩体结构面抗剪强度参数,岩体级别与地下工程岩体自稳能力,注：小塌方：塌方高度6m，或塌方体积 100m3,