第4章软岩巷道的围岩分类.pptVIP

许国安 中国 肆 软岩巷道的围岩分类 目 录 第一节 围岩分类概述 围岩分类的意义 分类的意义（必要性） 一方面，研究岩体的物理力学性质的主要目的，是为了更好地利用它们来解决地下工程的支护难题，但其物理力学性质本身不能直接反映地下工程围岩支护的难易程度。 另一方面，由于岩体的复杂性，在目前技术水平条件下（理论不完善、主要靠经验），要准确定量岩体强度和围岩应力参数还存在较大的困难；即使得到了二者的准确数值，理论上也难以用数学力学方法对开巷后围岩破坏过程中的“应力—应变”特征及支护荷载的变化规律进行准确的表述、分析和计算。 因而，有必要根据地下工程围岩的物理力学性质和工程特征对其进行分类。 第一节 围岩分类概述 围岩分类的目的与任务 分类的目的 为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据。(对于巷道支护工程来说，是为了恰当评价巷道在所处围岩及应力等环境条件下支护的难易程度，判明支护的主要对象，以便合理地选择支护，确定工程参数及施工工艺。) 便于施工方法的总结、交流、推广，以及行业内的技术改革和管理。 分类的任务 从定性和定量两个方面来评价岩体的工程性质，根据工程类型及使用目的对岩体进行分类。（对于巷道支护工程来说，围岩分类的任务是，以围岩稳定性为主线，从众多的影响因素及其纷繁变化的组合中识别影响围岩稳定性的最显著因素，判明巷道主要支护对象和支护难度，为工程类比法、现场监控设计法提供定量依据。） 第一节 围岩分类概述 围岩分类的发展 单因素单指标分类 单一的岩性指标只能表达岩体特征的某一个方面，不能反映岩体的完整性、各向异性以及地下水和地应力等因素对岩体稳定性的影响。 多因素复合指标分类 以多个分类指标组合而成的一个或多个复合指标作为围岩分类的依据，能够较全面的考虑各种因素，但较为繁杂，不便于工程应用。 多因素综合指标分类 这种分类方法主要是以一定勘察为手段，对开挖后围岩稳定状态进行测试或观察所获得的资料为指标的分类方法。这种分类方法虽然指标单一，但它反映的因素却是综合的。采用单一综合指标分类的优点是既简便又有定量数据，因而获得了广泛应用。 第一节 围岩分类概述 围岩分类的原则与主导因素 分类原则 有明确的类级和适用对象。 有定量的指标。 类级一般分五级为宜。 分类方法简单明了、数字便于记忆和应用。 根据适用对象，选择考虑因素。 主导因素 岩石的质量：岩石的强度和变形性质 岩体的完整性：不连续面的组数和密度 结构面条件：结构面产状、粗糙度和充填情况 岩体及结构面的风化程度 地下水的影响：渗流、软化、膨胀、崩解 地应力 第二节 单因素单指标分类法 普氏系数分类法 前苏联M.M.普罗托奇雅可诺夫于1907年提出用 “坚固性系数”（又称为普氏系数）来划分岩石等级。 岩石坚固性系数（普氏系数）以岩块强度为基础，表示岩石在各种工程作业(钻凿、爆破等)以及地压等外力作用下被破坏的相对难易程度。其取值用 f 表示，等于岩石的单向抗压强度σc(MPa)除以10(MPa) ，即 普氏分类法将f＜4岩层划分为软岩，f＝4～6为中硬岩，f 7为硬岩。 第二节 单因素单指标分类法 优点 指标单一，分类方法简单易行。 缺点 由于定级的标准以岩块强度为基础，不能说明岩体的完整性和稳定性等特征，影响较大的原岩应力因素也没有考虑，所以用普氏分类法不能正确评价围岩稳定性。 由于分类等级较多，实际使用起来不方便。 第二节 单因素单指标分类法 岩石质量指标分类法Rock quality designation index --RQD 美国伊利诺斯大学狄尔（Deere）在1964年形成该标准，1967年以出版的形式首次提出该概念。 RQD是一修正仅考虑长度l大于100mm的完整岩芯的岩芯取出率。 第二节 单因素单指标分类法 第二节 单因素单指标分类法 以弹性波为基础的分类法 依据：弹性波（纵波）的变化能反映岩体结构特性和完整性。 日本池田和彦于1969年提出了日本铁路隧道围岩强度分类。首先将岩质分六类，再根据弹性波在岩体中的速度，将围岩强度分为七类。 第二节 单因素单指标分类法 中科院地质所根据弹性波在各类岩体中的传播特性，将围岩分为块状结构、层状结构、碎裂结构和散体结构四大类。 第二节 单因素单指标分类法 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)。 第二节 单因素单指标分类法 围岩自稳时间分类法 围岩自稳时间就是巷道不支护情况下，围岩保持自身稳定的时间。 根据围岩的自稳时间和未支护段的长度，将围岩分为稳定的、易掉块的、极易掉块的、破碎的、很破碎的、有压力的、有很大压力的七级。 第三节 多因素复合指标分类法 巷道稳定性指数分类法 当自重应力与岩石单向抗压强度之比超过一定数值后，围岩