工程地质岩石分类及鉴定
中国•宜昌 2016年5月4日
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工程地质岩石分类及鉴定
目 录
1.工民建工程………………………………………………………3 2.公路工程…………………………………………………………5 3.港口工程…………………………………………………………10 4.铁路工程…………………………………………………………13 5.工程岩体分级标准………………………………………………18
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1 工民建工程
1.1、岩石坚硬程度分类 《岩土工程勘察规范》GB50021—2001 坚硬程度 饱和单轴抗压强度(Mpa) 坚硬岩 fr>60 较硬岩 60≥fr>30 较软岩 30≥fr>15 软 岩 15≥fr>5 极软岩 Fr≤5 注:1 当无法取得饱和单轴抗压强度数据时,科用点荷载试验强度换算,换算方法按现行国家标准《工程岩体
分级标准》(GB50218)执行;
2 当岩体完整程度极为破碎时,可不进行坚硬程度分类。
1.2、岩石坚硬程度等级定性分类 《岩土工程勘察规范》GB50021—2001 坚硬程度等级 硬质岩 较硬岩 坚硬岩 定性鉴定 锤击声清脆,有回弹,震手,难击碎,基本无吸水反应 锤击声较清脆,有轻微回弹,稍代表性岩石 未风化~微风化的花岗岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、片麻岩、石英岩、石英砂岩、硅质砾岩、硅质石灰岩等 1微风化的坚硬岩;2未风化~微风化的大理岩、板岩、石灰震手,较难击碎,有轻微吸水反应 岩、白云岩、钙质砂岩等 锤击声不清脆,无回弹,较易击 1中等风化~强风化的坚硬岩或较硬岩;2未风化~微风化的碎,浸水后指甲可刻划出印痕 锤击声哑,无回弹,有凹痕,易击碎,浸水后手可掰开 凝灰岩、千枚岩、泥灰岩、砂质泥岩等 1强风化的坚硬岩或较硬岩; 2中等风化~强风化的较软岩;3未风化~微风化的页岩、泥岩、泥质砂岩等 2各种半成岩 软质岩 较软岩 软 岩 极软岩
锤击声哑,无回弹,有较深凹痕, 1全风化的各种岩石; 手可捏碎,浸水后可捏成团 1.3、岩体完整程度分类 《岩土工程勘察规范》GB50021—2001 完整程度 完整性指数 完 整 >0.75 较完整 0.75~0.55 较破碎 0.55~0.35 破 碎 0.35~0.15 极破碎 <0.15 注: 完整性指数为岩体压缩波速与岩块压缩波速之比的平方。
1.4-1、岩石完整程度的定性分类 《岩土工程勘察规范》GB50021—2001 完整 程度 完 整 较完整 结构面发育程度 组数 1~2 1~2 2~3 2~3 较破碎 ≥3 平均间距(m) >1.0 >1.0 1.0~0.4 1.0~0.4 0.4~0.2 0.4~0.2 ≤0.2 主要结构面的结合程度 结合好或结合一般 结合差 结合好或结合一般 结合差 结合好 结合一般 结合差 结合一般或结合差 结合很差 主要结构面类型 裂隙、层面 裂隙、层面 相应结构类型 整体状或巨厚层状结构 块状或厚层状结构 块状结构 裂隙块状或中厚层状结构 镶嵌碎裂结构 中、薄层状结构 裂隙块状结构 碎裂状结构 散体状结构 裂隙、层面、小断层 各种类型结构面 破 碎 极破碎 ≥3 无序 1.4-2、岩体完整程度划分 《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002) 名 称 完 整 较完整 较破碎 破 碎 极破碎 结构面组数 1~2 2~3 >3 >3 无序 控制性结构面平均间距(m) >1.0 0.4~1.0 0.2~0.4 <0.2 — 代表性结构类型 整状结构 块状结构 镶嵌状结构 碎裂状结构 散体状结构 3
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1.5、岩石按风化程度分类 《岩土工程勘察规范》GB50021—2001 风化程度 未风化 微风化 中等风化 岩质新鲜,偶见风化痕迹 结构基本未变,仅节理面有渲染或略有变色,有少量风化裂隙 结构部分破坏,沿节理面有次生矿物,风化裂隙发育,岩体被切割成岩块。岩心钻方可钻进 结构大部分破坏,矿物成分显著变化,风化裂隙很发育,岩体破碎,用搞可挖,干钻不易钻进 结构基本破坏,但尚可辨认,有残余结构强度,可用搞挖,干钻可钻进 组织结构全部破坏,已风化成土状,锹搞易挖掘,干钻易钻进,具可塑性 野 外 特 征 风化程度参数指标 波速比Kv 0.9~1.0 0.8~0.9 0.6~0.8 0.4~0.6 0.2~0.4 <0.2 风化系数Kf 0.9~1.0 0.8~0.9 0.4~0.8 <0.4 - - 强风化 全风化 残积土 注:1 波速比Kv为风化岩石与新鲜岩石压缩波速度之比;
2 风化系数Kf为岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比;
3 花岗岩类岩石,可采用标准贯入试验划分,N≥50为强风化;50>N≥30为全风化;N<30为残积土。 4 泥岩和半成岩,可不进行风化程度划分。
1.6、岩体基本质量等级分类 《岩土工程勘察规范》GB50021—2001 坚硬程度 坚硬岩 较硬岩 较软岩 软 岩 极软言
1.7、岩石按质量指标RQD分类 《岩土工程勘察规范》GB50021—2001
岩石质量指标RQD >90 75~90 50~75 25~50 <25
1.8、岩层厚度分类 《岩土工程勘察规范》GB50021—2001
层厚分类 巨厚层 厚 层
1.9、岩石按在水中软化系数分类 《岩土工程勘察规范》GB50021—2001
岩石名称 不软化的岩石 软化的岩石 软化系数(KR) KR>0.75 KR≤0.75 单层厚度h(m) h>1.0 1.0≥h>0.5 层厚分类 中厚层 薄 层 单层厚度h(m) 0.5≥h>0.1 H<0.1 质量等级 好 的 较好的 较差的 差 的 极差的 完整程度 完 整 I II III IV V 较完整 II III IV IV V 较破碎 III IV IV V V 破 碎 IV IV V V V 极破碎 V V V V V 注:软化系数(KR)等于饱和状态与风干状态的岩石单轴极限抗压强度之比。
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1.10、岩体按结构类型划分 《岩土工程勘察规范》GB50021—2001 岩体结构类型 岩体地质类型 结构体 形 状 结构面发育程度 以层面和原生、构造节理巨块状 为主,多呈闭合型,间距大于1.5m,一般为1~2组,无危险结构 块 状 柱 状 有少量贯穿性节理裂隙, 结构面互相牵制,岩体结构面间距0.7~1.5m。一般为2~3组,有少量分离体 有层理、片理、节理,常有层间错动 断层、节理、片理、层理碎裂状 结 构 构造影响严重的破碎岩层 碎块状 发育,结构面间距0.25~0.50m,一般3组以上,有许多分离体 散体状结 构
断层破碎带,强风化及全风化带 碎屑状 构造和风化裂隙密集,结构面错综复杂,多充填粘性土,形成无序小块和碎屑 基本稳定,接近弹性各向同性体 变形和强度受层面控制,可视为各向异性弹性塑性体,稳定性较差 整体强度很低,并受软弱结构面控制,呈弹塑性体,稳定性很差 完整性遭极大破坏,稳定性极差,接近松散体介质 可沿结构面滑塌,软岩可产生塑性变形 易发生规模较大的岩体失稳,地下水加剧失稳 易发生规模较大的岩体失稳,地下水加剧失稳 岩体稳定,可视为均质弹性各向同性体 局部滑动或坍塌,深埋洞室的岩爆 岩土工程特征 可能发生的 岩土工程问题 整体状 结 构 巨块状岩浆岩和变质岩,巨厚层沉积岩 厚层状沉积岩,块状岩浆岩和变质岩 多韵律薄层、中厚层状沉积岩,副变质岩 块 状 结 构 层 状 结 构 层 状 板 状 2 公路工程
2.1、岩石坚硬程度分级 《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)
坚硬程度 饱和单轴抗压强度标准值frk(Mpa)
2.2、岩体完整程度划分 《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007) 完整程度等级 完整性指数 完 整 >0.75 较完整 0.75~0.55 较破碎 0.55~0.35 破 碎 0.35~0.15 极破碎 <0.15 坚硬岩 frk>60 较硬岩 60≥frk>30 较软岩 30≥frk>15 软 岩 15≥frk>5 极软岩 frk≤5 注:岩石饱和单轴抗压强度试验要点,见本规范附录B。
注: 完整性指数为岩体压缩波速与岩块压缩波速之比的平方。
2.3、岩体节理发育程度分类 《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)
程 度 节理间距(mm)
节理不发育 >400 节理发育 200—400 节理很发育 20—200 2.4、岩石按软化系数分类 《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)
岩石名称 不软化的岩石 软化的岩石 软化系数(KR) KR>0.75 KR≤0.75 注:软化系数(KR)等于饱和状态与风干状态的岩石单轴极限抗压强度之比。
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2.5、岩石坚硬程度的定性分级 《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007) 坚硬程度 坚硬岩 定性鉴定 锤击声清脆,有回弹,震手,难击碎,基本无吸水反应 锤击声较清脆,有轻微回弹,稍震手,较难击碎,有轻微吸水反应 代表性岩石 未风化~微风化的花岗岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、片麻岩、石英岩、石英砂岩、硅质砾岩、硅质石灰岩等 1微风化的坚硬岩; 2未风化~微风化的大理岩、板岩、石灰岩、白云岩、钙质砂岩等 硬质岩 较硬岩 软质岩 较软岩 锤击声不清脆,无回弹,较易击 1中等风化~强风化的坚硬岩或较硬岩; 碎,浸水后指甲可刻划出印痕 锤击声哑,无回弹,有凹痕,易击碎,浸水后手可掰开 2未风化~微风化的凝灰岩、千枚岩、泥灰岩、砂质泥岩等 1强风化的坚硬岩或较硬岩; 2中等风化~强风化的较软岩; 3未风化~微风化的页岩、泥岩、泥质砂岩等 2各种半成岩 软 岩 极软岩
锤击声哑,无回弹,有较深凹痕, 1全风化的各种岩石; 手可捏碎,浸水后可捏成团 2.6、岩石的风化程度分级 《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007) 风化程度 未风化 微风化 中风化 岩质新鲜,偶见风化痕迹 结构基本未变,仅节理面有渲染或略有变色,有少量风化裂隙 结构部分破坏,沿节理面有次生矿物,风化裂隙发育,岩体被切割成岩块。岩心钻方可钻进 结构大部分破坏,矿物成分显著变化,风化裂隙很发育,岩体破碎,用搞可挖,干钻不易钻进 结构基本破坏,但尚可辨认,有残余结构强度,可用搞挖,干钻可钻进 组织结构全部破坏,已风化成土状,锹搞易挖掘,干钻易钻进,具可塑性 野 外 特 征 风化程度参数指标 波速比Kv 0.9~1.0 0.8~0.9 0.6~0.8 0.4~0.6 0.2~0.4 <0.2 风化系数Kf 0.9~1.0 0.8~0.9 0.4~0.8 <0.4 — — 强风化 全风化 残积土 注:1 波速比Kv为风化岩石与新鲜岩石压缩波速度之比;
2 风化系数Kf为岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比;
3 花岗岩类岩石,可采用标准贯入试验划分,N≥50为强风化;50>N≥30为全风化;N<30为残积土。 4 泥岩和半成岩,可不进行风化程度划分。
2.7、岩石完整程度定性分级 《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007) 完整 程度 完 整 较完整 结构面发育程度 组数 1~2 1~2 2~3 2~3 较破碎 ≥3 平均间距(m) >1.0 >1.0 1.0~0.4 1.0~0.4 0.4~0.2 0.4~0.2 ≤0.2 — 主要结构面的结合程度 结合好或结合一般 结合差 结合好或结合一般 结合差 结合好 结合一般 结合差 结合一般或结合差 结合很差 主要结构面类型 裂隙、层面 裂隙、层面 — 裂隙、层面、小断层 各种类型结构面 — 相应结构类型 整体状或巨厚状结构 块状或厚层状结构 块状结构 裂隙块状或中厚层状结构 镶嵌碎裂结构 中、薄层状结构 裂隙块状结构 碎裂状结构 散体状结构 破 碎 极破碎 ≥3 无序 注:平均间距指主要结构面(1~2组)间距的平均值。
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2.8、岩石地基承载力基本容许值[fao] 《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007) [fao] 节理发育程度 (KPa) 坚硬程度 坚硬岩、较硬岩 软质岩 软岩 极软岩
2.9、岩石坚硬程度的定性划分 《公路隧道设计规范》(JTG D70—2004) 名 称 定性鉴定 锤击声清脆,有回弹,震手,难击碎;浸水后大多无吸水反应 锤击声较清脆,有轻微回弹,稍震手,较难击碎;浸水后有轻微吸水反应 代表性岩石 未风化~微风化的花岗岩、正长岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、片麻岩、石英片岩、硅质板岩、石英岩、硅质胶结的 砾岩、石英砂岩、硅质石灰岩等 1 弱风化的坚硬岩; 2 未风化~微风化的熔结凝灰岩、大理岩、板岩、白云岩、石灰岩、钙质胶结的砂页岩等 1 强风化的 坚硬岩; 较软岩 软质岩 软 岩 锤击声哑,无回弹,有凹痕,易击碎;浸水后手可掰开 锤击声不清脆,无回弹,较易击 碎,浸水后指甲可刻划出印痕 2 弱风化~强风化的较坚硬岩; 3未风化~微风化的凝灰岩、千枚岩、砂质泥岩、泥灰岩、泥质砂岩、粉砂岩、页岩等 1 强风化的坚硬岩; 2 弱风化~强风化的较较坚硬岩; 3 弱风化的较软岩; 4 未风化的泥岩等 极软岩 锤击声哑,无回弹,有较深凹痕, 1 全风化的各种岩石; 手可捏碎;浸水后可捏成团 2 各种半成岩 >3000 3000~1500 1200~1000 500~400 3000~2000 1500~1000 1000~800 400~300 2000~1500 1000~800 800~500 300~200 节理不发育 节理发育 节理很发育 硬质岩 坚硬岩 较坚 硬岩 2.10、Rc与岩石坚硬程度定性划分的关系 《公路隧道设计规范》(JTG D70—2004) 岩石单轴饱和抗压强度Rc (KPa) 坚硬程度 >60 坚硬岩 60~30 较坚硬岩 30~15 较软岩 15~5 软岩 <5 极软岩 2.11、岩石完整程度定性分级 《公路隧道设计规范》(JTG D70—2004) 完整 程度 完 整 较完整 结构面发育程度 组数 1~2 1~2 2~3 2~3 较破碎 >3 平均间距(m) >1.0 >1.0 1.0~0.4 1.0~0.4 0.4~0.2 0.4~0.2 <0.2 主要结构面的结合程度 好或一般 差 好或一般 差 好 一般 差 一般或差 很差 主要结构面类型 裂隙、层面 裂隙、层面 相应结构类型 整体状或巨厚层状结构 块状或厚层状结构 块状结构 裂隙块状或中厚层状结构 镶嵌碎裂结构 中、薄层状结构 裂隙块状结构 碎裂状结构 散体状结构 裂隙、层面、小断层 各种类型结构面 破 碎 极破碎 >3 无序 注:平均间距指主要结构面(1~2组)间距的平均值。
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2.12、岩体完整程度按岩体完整性系数(Kv)划分 《公路隧道设计规范》(JTG D70—2004) 岩体完整性系数Kv 岩体体积节理数 Jv(条/m3) 岩体完整程度 2
>0.75 <3 完 整 0.75~0.55 3~10 较完整 0.55~0.35 10~20 较破碎 0.35~0.15 20~35 破 碎 <0.15 >35 极破碎 注:岩体完整性指标Kv应采用实测值,当无条件取得实测值时,也可用岩体体积节理数Jv确定对应的Kv值。 Kv=(Vpm/Vpr)
Vpm—岩体弹性纵波速度(Km/s);
Vpr—岩石弹性纵波速度(Km/s)。
2.13、公路隧道围岩分级 《公路隧道设计规范》(JTG D70—2004) 围岩级别 Ⅰ Ⅱ 围岩或土体主要定性特征 坚硬岩,岩体完整,巨整体或巨厚层状结构 坚硬岩,岩体较完整,块状或厚层状结构 较坚硬岩,岩体完整,块状整体结构 坚硬岩,岩体较破碎,巨块(石)碎(石)状镶嵌结构; 较坚硬岩或较软硬岩岩层,岩体较完整,块状体或中厚层结构 坚硬岩,岩体破碎,碎裂结构; 较坚硬岩,岩体较破碎~破碎,镶嵌碎裂结构; 较软岩或软硬岩互层,且以软岩为主,岩体较完整~较破碎,中簿层状Ⅳ 结构 土体:1 压密或成岩作用的粘性土及砂性土; 2 黄土(Q1、Q2) 3一般钙质、铁质胶结的碎石土、卵石土、大块石土 较软岩,岩体破碎; 软岩,岩体较破碎~破碎; Ⅴ 极破碎各类岩体,碎、裂状,松散结构 一般第四系的半干硬~硬塑的粘性土及稍湿至潮湿的碎石土、卵石土、圆砾、角砾土及黄土(Q3、Q4)。非粘性土呈松散结构,粘性土及黄土呈松软结构 Ⅵ 软塑状粘性土及潮湿、饱和粉细砂层、软土等 2 围岩基本质量指标(BQ):
BQ=90+3Rc+250Kv
Rc—岩石单轴饱和抗压强度(MPa);Kv—岩体完整性系数。
①当Rc>90Kv+30时,应以Rc=90Kv+30和Kv代入计算BQ值。 ②当Kv>0.04Rc+0.4时,应以Kv=0.04Rc+0.4和Rc代入计算BQ值。
3 围岩基本质量指标修正值[BQ]:
围岩基本质量指标BQ或 修正的围岩基本质量指标[BQ] >550 550~451 Ⅲ 450~351 350~251 ≤250 注:1 本表不适应于特殊条件的围岩分级,如膨胀性围岩、多年冻土等。
[BQ]=BQ-100(K1+K2+K3) 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—初始应力状态影响修正系数。
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2.14、地下水影响修正系数K1 《公路隧道设计规范》(JTG D70—2004) BQ 地下水出水状态 潮湿或点滴状出水 淋雨状或涌流状出水,水压<0.1MPa或单位出水 量<10L/min.m 淋雨状或涌流状出水,水压>0.1MPa或单位出水量>10L/min.m
2.15、主要软弱结构面产状影响修正系数K2 《公路隧道设计规范》(JTG D70—2004) 结构面产状及其与 洞轴线的组合关系 K2
>450 0 0.1 0.2 450~351 0.1 0.2~0.3 0.4~0.6 350~251 0.2~0.3 0.4~0.6 0.7~0.9 <250 0.4~0.6 0.7~0.9 1.0 结构面走向与洞轴线夹角< 30°,结构面倾角30~75° 0.4~0.6 结构面走向与洞轴线夹角> 60°,结构面倾角>75° 0~0.2 其他组合 0.2~0.4 2.16、初始应力状态影响修正系数K3 《公路隧道设计规范》(JTG D70—2004) BQ 初始应力状态 极高应力区 高应力区
>550 1.0 0.5 550~451 1.0 0.5 450~351 1.0~1.5 0.5 350~251 1.0~1.5 0.5~1.0 <250 1.0 0.5~1.0 2.17、高初始应力地区围岩在开挖过程中出现的主要现象 《公路隧道设计规范》(JTG D70—2004)
应力情况 主 要 现 象 1 硬质岩:开挖过程中有岩爆发生,有岩块弹出,洞壁岩体发生剥离,新生裂缝多,成洞性差; 极高应力 2 软质岩:岩芯常有饼花现象,开挖过程中洞壁岩体有剥离,位移极为显著,甚至发生大位移,持续时间长,不易成洞 1 硬质岩:开挖过程中可能出现岩爆,洞壁岩体有剥离高应力 和掉块现象,新生裂缝较多,成洞性差; 2 软质岩:岩芯时有饼花现象,开挖过程中洞壁岩体位移显著,持续时间长,成洞性差 注:σmax为垂直洞轴线方向的最大初始应力。
2.18、各级围岩的物理力学指标标准值 《公路隧道设计规范》(JTG D70—2004) 围岩 级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 重度r (KN/m3) 26~28 25~27 23~25 20~23 17~20 15~17 弹性抗力系数 k(MPa) 1800~2800 1200~1800 500~1200 200~500 100~200 <100 变形模量E (Gpa) >33 20~33 6~20 1.3~6 1~2 <1 泊松比µ <0.2 0.2~0.25 0.25~0.3 0.3~0.35 0.35~0.45 0.4~0.5 内摩擦角φ (°) >60 50~60 39~50 27~39 20~27 <20 凝聚力C (MPa) >2.1 1.5~2.1 0.7~1.5 0.2~0.7 0.05~0.2 <0.2 计算摩擦角φc >78 70~78 60~70 50~60 40~50 30~40 4~7 <4 Rc/σmax 注:①本表数值不包括黄土地层。
②选用计算摩擦角时,不再计内摩擦角和粘聚力。
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2.19、岩体结构面抗剪断峰值强度 《公路隧道设计规范》(JTG D70—2004) 序号 1 2 两侧岩体的坚硬强度及结构面的结合程度 坚硬岩,结合好 坚硬~较坚硬岩,结合一般; 较软岩,结合好 坚硬~较坚硬岩,结合差; 较软~软岩,结合一般 较坚硬~较软岩,结合差~结合很差; 4 软岩,结合差; 软质岩的泥化面 5
2.20、隧道各级围岩自稳能力判断 《公路隧道设计规范》(JTG D70—2004) 岩体级别 Ⅰ Ⅱ 自 稳 能 力 跨度20m,可长期稳定,偶有掉块,无塌方 跨度10~20m,可基本稳定,局部可能发生掉块或小塌方; 跨度10m,可长期稳定,偶有掉块 跨度10~20m,可稳定数日~1个月,可发生小~中塌方; Ⅲ 跨度5~10m,可稳定数月,可发生局部块体位移及小~中塌方; 跨度5m,可基本稳定 跨度5m,一般无自稳能力,数日~数月内可发生松动变形、小塌方,进而发展为中~大塌方。埋深小Ⅳ 时,以拱部松动破坏为主,埋深大时,有明显塑性流动变形和挤压破坏; 跨度<5m,可稳定数日~1月 Ⅴ Ⅵ 无自稳能力,跨度5m或更小时,可稳定数日 无自稳能力 33
内摩擦角φ(°) >37 37~29 粘聚力C(MPa) >0.22 0.22~0.12 3 29~19 0.12~0.08 19~13 0.08~0.05 较坚硬岩及全部软质岩,结合很差; 软质岩泥化层本身 <13 <0.05 注:①小塌方:塌方高度<3m,或塌方体积<30m。
②中塌方:塌方高度3~6m,或塌方体积30~100m。 ③大塌方:塌方高度>6m,或塌方体积>100m。
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3 港口工程
3.1、岩石按强度分类 《港口工程地质勘察规范》(JTJ240——97) 类别 硬质岩石 软质岩石 亚 类 极硬岩石 次硬岩石 次软岩石 极软岩石 强度(MPa) >60 30~60 5~30 <5 代 表 性 岩 石 花岗岩、流纹岩、闪长岩、安山岩、辉长岩、玄武岩、辉绿岩、伟晶岩、硅质砂岩或砾岩、石灰岩、白云岩、片麻岩、石英岩、石英砂岩、硅质岩等 粘土岩、页岩、泥质胶结的砂岩或砾岩、泥灰岩、火山凝灰岩、粘土质板岩、千枚岩、云母片岩、绿泥石片岩等 注:强度指新鲜岩块的单轴饱和极限抗压强度。
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3.2、硬质岩石岩体按风化程度划分 《港口工程地质勘察规范》(JTJ240——97) 风化程度 未风化 微风岩石的断面保持未风化状态,仅沿节理面有铁锰质渲染或易风化矿物略4.0~5.0 0.8 ~ 1.0 5.0 ~ 8.0 0.63 ~ 1.0 岩质新鲜未受风化 >0.5 1.0 >8.0 1.0 特 征 描 述 岩体声 波测试 Vp (km/s) Kv 岩石点荷 载测试 Is(50) (Mpa) 岩体回弹 仪测试 r >50 40 ~ 50 Kr 标贯 试验 N63.5 备 注 KI Vp—岩体 1.0 0.8 ~ 1.0 纵波速 Kv—波速 风化折 减系数, 为风化 岩体Vp 与新鲜 岩体Vp 0.5 2.5~4.0 ~ 0.8 2.0 ~ 5.0 0.25 ~ 0.63 30 ~ 40 0.6 ~ 0.8 之比 Is(50)—岩石点荷载强度指数 KI—点荷载风化折减系数,为风化与新0.2 1.0~2.5 ~ 0.5 0.1 ~ 2.0 0.013 ~ 0.25 12 ~ 30 0.24 ~ 0.6 >50 鲜岩石Is(50)之比 r—回弹值 Kr—回弹值风化折减系数,为风化与新鲜岩体r之比 0.1 0.5~1.0 ~ 0.2 30 ~ 50 N63.5—标准贯入击数 化 有风化迹象,岩体完整性好 岩石的颜色变浅,矿物风化变异较轻,光泽变暗,暗色矿物周边及裂隙附中等风近常有褐色浸染现象,并可出现少量次生矿物。 岩体裂隙较发育,沿裂隙面风化较30~50cm的块体。手锤不易击碎,开挖需爆破,岩心钻方可钻进 岩石的颜色一般变浅,常有暗褐色铁锰质浸染。大部分矿物严重风化变异,失去光泽,有的已变为粘土矿物,原岩结构、构造清晰,岩块可用手折断。 岩体风化程度常不均一,有风化程强风度不同的岩块夹杂其中,裂隙发育,可将岩体切割成2~30cm的块体,呈重,块球体核心风化轻微。具有明显的不均一性。原岩结构面对岩体稳定有明显影响,敲击或开挖常沿节理面破裂成岩块,镐橇棍可挖,坚硬部分需爆破 岩石中除石英等耐蚀矿物外,大部分风化为次生矿物,原岩结构形态仍保存,并可具有微弱的联结力,块体全风可用手捏碎,碎后呈松散土夹砂砾状或粘性土状,浸水易崩解。 化较轻的岩块或球块。已具有土的特性,扰动后强度降低。锹镐可挖,干钻可钻进
化 明显,岩体完整性较差,可被切割成化 干砌块石状或球状。沿裂隙面风化严< 0.1 < 0.013 < 12 < 0.24 化 岩体一般风化较均一,可含少量风
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工程地质岩石分类及鉴定
3.3、软质岩石岩体按风化程度划分 《港口工程地质勘察规范》(JTJ240——97)
岩体声波测试 风化程度 特 征 描 述 Vp (km/s) 未风化 岩质新鲜未受风化 基本上保持新鲜岩体状态,仅沿裂隙面稍有风化微风化 迹象,常有铁锰质浸染或矿物有风化,颜色变浅。有少量裂隙切割,岩体完整性好 矿物风化变质较轻,结构构造部分破坏。岩体裂中等风化 隙较发育,将岩体切割成30cm~50cm的岩块,沿裂隙面风化严重,常呈土状。锤击易碎,用镐难挖掘,岩心钻方可钻进 除少量石英等耐蚀矿物外,大部分显著风化变异,常含较多粘土矿物。结构构造已大部分破坏。强风化 岩体风化裂隙发育,完整性极差,被切割成碎块,干时用手可折断,浸水可软化崩解。用镐、锹可挖掘,干钻可钻进 少量石英等耐蚀矿物保持不变,其他矿物均风化变异,常含大量粘土矿物,结构构造已基本破坏,全风化 但层理、片理仍可辨认,并有微弱的残余结构强度。岩体呈泥土状,用手可捏碎。锹镐易挖掘,干钻可钻进
3.4、岩石按在水中软化系数分类 《港口工程地基规范》(JTJ250——98) 岩石名称 不软化的岩石 软化的岩石 软化系数(KR) KR>0.75 KR≤0.75 0.3~0.7 0.1 ~ 0.18 15 ~ 30 0.7~1.5 0.18 ~ 0.38 30 ~ 50 1.5~3.0 3.0~4.0 >4.0 标贯试验 N63.5 备 注 Kv 1.0 0.75 ~ 1.0 0.38 ~ 0.75 Vp—岩体纵波 ≥50 速 Kv—波速风化 折减系数,为 风化岩体Vp 与新鲜岩体 Vp之比 N63.5—标准贯入击数 注:软化系数(KR)等于饱和状态与风干状态的岩石单轴极限抗压强度之比。
3.5、岩石按质量指标RQD分类 《港口工程地质勘察规范》(JTJ240——97)
岩石质量指标RQD >90 75~90 50~75 25~50 <25 质量等级 很好 好 中等 差 很差 注:RQD指用N型(75mm)双层单动金刚石钻头钻进,获取的≥10cm的不破碎岩芯长度的岩芯采取率,以
百分数表示。
3.6、岩层厚度分类 《港口工程地质勘察规范》(JTJ240——97)
层厚分类 巨厚层 厚 层
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单层厚度h(m) h>1.0 1.0≥h>0.5 层厚分类 中厚层 薄 层 单层厚度h(m) 0.5≥h>0.1 H≤0.1 工程地质岩石分类及鉴定
3.7、风化岩容许承载力(KPa) 《港口工程地质勘察规范》(JTJ240——97) 风化程度 岩石类别 硬质岩石 软质岩石 注:软质岩石全风化按土考虑。
3.8、岩石承载力设计值[f'd] 《港口工程地基规范》(JTJ250——98) 风化程度 岩石类别 硬质岩石 软质岩石 微风化 2500~4000 1000~1500 中等风化 1000~2500 500~1000 强风化 500~1000 200~500 全风化 200~500 / 全风化 200~500 / 强风化 500~1000 200~500 中等风化 1000~2500 500~1000 微风化 2500~4000 1000~1500 注:①强风化岩石改变埋藏条件后,如强度降低,宜按降低程度选用较低值;当受倾斜荷载时,其承载力设计
值应进行专门研究;
②微风化硬质岩石的承载力设计值如选用大于4000Kpa时应进行专门研究; ③全风化软质岩石的承载力设计值应按土考虑。
4 铁路工程
4.1、铁路岩石按强度分类 《铁路工程地质手册》(2002年版)
饱和单轴极岩石类别 限抗压强度Rb(MPa) 极硬岩 硬质岩石 硬质岩
4.2、铁路岩体完整性定性划分 《铁路工程地质手册》(2002年版)
结构面发育程度 等级名称 组 数 1 2 1 2~3 平均间距 (m) >1.0 >2.0 1.0~0.5 2.0~1.0 结构面 结合程度 结构类型 相应完整性 系数范围 30<Rb≤60 Rb>60 ①花岗岩、闪长岩、玄武岩等岩浆岩 ②硅质、钙质胶结的砾岩及砂岩、石灰岩、白云岩等沉积岩 ③片麻岩、石英岩、大理岩、板岩、片岩等变质岩 极软岩 Rb≤5 软质岩石 软质岩 5<Rb≤30 代表性岩石 岩石类别 饱和单轴极限抗压强度Rb(MPa) ①凝灰岩等喷出岩 ②泥砾岩、泥质砂岩、泥质页岩、炭质页岩、泥灰岩、泥岩、煤等沉积岩 ③云母片岩或枚岩等变质岩 代表性岩石 完 整 结合好 整体状或 巨厚层状结构 块状或 厚层状结构 >0.75 较完整 结合一般 0.75~0.55 13
工程地质岩石分类及鉴定 较破碎 1~2 >3 部分杂乱 无 序 多杂乱无章 0.5~0.2 0.6~0.4 >0.2 <0.2 <0.2或无法统计 结合一般 结合好 结合差 结合很差 中、薄层状结构 镶嵌碎裂结构 裂隙块状结构 碎裂结构 散体结构 0.55~0.35 0.35~0.15 <0.15 破 碎 松 散 注:岩体完整性系数为岩体声波波速与岩石声波波速之平方比。
4.3、岩体各风化带的工程地质特征 《铁路工程地质手册》(2002年版)
风化分带 个带特征 一般特征 钻探 取样 抗压 强度 工程 评价
岩心段长度(cm) 取心率(%) 干(Mpa) 湿(Mpa) 开挖方法 地 基 风化轻微带 仅沿节理 裂隙风化 30~100 >85 117 101 爆破 可做高坝坝基 风化颇重带 岩块夹岩屑、 矿物变质轻微 10~50 40~75 106 83 爆破 只能做低坝 坝基 风化严重带 岩屑(20~30cm)夹风化极严重带 碎屑状(2~3cm)砂 岩块,矿物变质不重 土、矿物大多数变质 10~15 30~40 变化不均 变化不均 楸镐加风镐 一般不能做 坝基 很短 难取 很低 很低 楸镐 不能做坝基 4.4、岩体风化程度分带 《铁路工程地质手册》(2002年版) 风化程度分带 未 经 风 化 带 风 化 轻 微 带 岩石、矿物及其胶结物,颜色新鲜保持原有颜色 保持岩体原有结构 除构造裂隙外,肉眼见不到其他裂隙,整体性好 有少量风化裂隙,裂隙间距多数大于40cm,整体性仍较好 除泥质岩类可用大锤击碎外,其余岩类不易击开,放炮才能掘进 要用大锤和锲子才能剖开,泥质岩类用大锤可以击碎,放炮才能掘进 0.9~0.65 0.9~0.75 >0.9 >0.9 岩石矿物颜色 结 构 破碎程度 坚硬程度 KR(压强比)Kv(弹性波速比)=Rw/Rf =(Vpt/Vps) 野 外 鉴 定 特 征 风化程度参考指标 岩石、矿物颜色暗淡,节理面附近有部分矿物变色 岩石、矿物失 岩体结构未破坏,仅沿节理面稍有风化现象或有水锈 风 化 颇 重 带 去光泽,颜色暗淡。部分易孵化矿物已经变色(如长石、黄铁黑云母失去弹性变为黄褐色 结构已部分破坏。裂隙可能出现风化夹层,一般呈 风化裂隙发育,裂隙间距多为40~20cm,整体性差 可用大锤击碎,用手锤不易击碎,大部分需放炮掘进 0.65~0.4 0.75~0.45 矿、橄榄石等);块状或球状结构 14
工程地质岩石分类及鉴定 风 化 严 重 带 岩石及大部分矿物变色,形成次生矿物,如斜长石风化成高岭土,黑云母呈棕色 岩石、矿物已风 化 极 严 重 带 完全变色,大部分发生变异,长石变成高岭土、叶蜡石、绢云母;角闪石绿泥石化;黑云母变成蛭石 注: KR为风化岩石抗压强度;
Rf为未风化岩石抗压强度; Vpt为风化岩体纵波波速; Vps为未风化岩体纵波波速;
4.5、铁路隧道围岩强度分类与地质情况 《铁路工程地质手册》(2002年版) 分类名称 1类 2类 岩 质 裂隙,风化, 破碎,胶结等情况 岩 层 地 质 情 况 塑准围岩抗压强度(Mpa) 准围岩抗拉强度(Mpa) 岩 层 泊松比 性 地压 ACD A CD AB 3类 C D E AB 4类 D E 5类 AB C C 整体,坚硬 坚硬,裂隙距50~100cm 坚硬,裂隙少 破碎,裂隙多,处处夹有小断层 裂隙距30~70cm,有时夹有小断层 中硬~软岩,裂隙少 一般是整体的软岩 破碎带,或裂隙极多,风化的 裂隙极多的破碎带或小断层多,或者软岩 破碎的软岩,或风化的、裂隙多的 软岩,胶结差 破碎带,或风化显著 破碎带,或小断层多,或风化显著 <20.0 <2.0 0.32~0.44 2.0~30.0 0.3~3.0 5.0~50.0 0.5~5.0 多数0.26~0.38 场合发生 多数场60~150 40~80 50~90 20.0~80.0 2.0~8.0 0.2~0.33 有时发生 25~48 33~60 >100.0 50.0~140.0 >10.0 5.0~14.0 <0.2 0.14~0.26 无 无 <20 15~32 <26 20~40 单线 双线 地压值(Kpa) 结构已完全破坏,仅外观保持有原岩,矿物晶体失去联结,石英松散呈砂粒 风化破碎呈碎屑状或土状 用收购可捏碎,用锹就可掘进 — <0.1 结构已大部分破坏,形成碎块状或球状结构 风化裂隙很发育,岩体破碎,裂隙间距多为20~2cm,整体性差 用手锤即可击碎,用镐就可掘进,用锹则很困难 — 0.45~0.1 70~200 15
工程地质岩石分类及鉴定 D E F ABC 6类 F 胶结差,或风化 <2.0 <0.4 DE 破碎带,或软岩,或风化带 软岩,胶结差 软岩,胶结差 破碎带,风化显著 破碎带,或软岩,或胶结差,或风化 <8.0 <5.0 <3.0 <1.2 <0.8 <0.6 0.38~0.50 合发生 多数场合发生 多数7类 胶结极差 <1.0 <0.3 0.44~0.50 场合发生 注:①准围岩强度即岩体的强度;
②岩质见岩质分类;
③本表资料取自日本《隧道围岩分类》,仅供参考。
4.6、铁路隧道围岩分类 《铁路工程地质手册》(2002年版) 类别 围岩主要工程地质条件 主要工程地质特征 硬质岩石[饱和抗压极限强度Rb>60Mpa]:受地质构造影Ⅵ 响轻微,节理不发育,无软弱面(或夹层);层状岩层为厚层,层间结合良好 硬质岩石[Rb>30Mpa]:受地质构造影响较重,节理较发育,有少量软弱面(或夹层)和贯通微张节理,但其产状及Ⅴ 组合关系不致产生滑动;层状岩层为中层或厚层,层间结合一般,很少有分离现象,或为硬质岩石偶佳软质岩石 软质岩石[Rb≈30Mpa]:受地质构造影响轻微,节理不发育,;层状岩层为厚层,层间结合良好 硬质岩石[Rb>30Mpa]:受地质构造影响严重,节理发育,有层状软弱面(或夹层),但其产状及组合关系尚不致产生Ⅳ 滑动;层状岩层为薄层或中层;层间结合差,多有分离现象,或为硬、软质岩石互层 软质岩石[Rb=5~30Mpa]:受地质构造影响较重,节理较发育,;层状岩层为薄层、中层或厚层;层间结合一般 硬质岩石[Rb>30Mpa]:受地质构造影响严重,节理很发育,层状软弱面(或夹层)已基本破坏 软质岩石[Rb=5~30Mpa]:受地质构造影响较重,节理发育 土:1.略具压密或成岩作用的粘性土及砂性土 2.一般钙质、铁质胶结的碎、卵石土、大块石土 呈巨块状整体结构 呈块(石)碎(石)状镶嵌结构 呈大块状砌体结构 呈碎石状压碎结构 呈块(石)碎(石)状镶嵌结构 1.呈大块状压密结构 拱部无支护时可产生较大的坍塌,侧壁有时失去稳定 拱部无支护时可产生小坍塌,侧壁基本稳定,爆破过大易坍 呈大块状砌体结构 结构特征和完整状态 呈巨块状整体结构 围岩开挖后的稳定状态 (坑道跨度为5m时) >100 >120 >100 >120 围岩稳定,无坍塌,可能产生岩爆 暴露时间长,可能会出现局部小坍塌,侧壁稳定,层间结合差的平缓岩层,顶板易坍落 Ⅲ 16
工程地质岩石分类及鉴定 3.黄土(Q1、Q2) 2,3.呈巨块状整体结构 石质围岩位于挤压强烈的断裂带内,裂隙杂乱,呈石夹土或土夹石状 Ⅱ 一般第四系的半干硬~硬塑的粘性土及稍湿至潮湿的一般碎、卵石土圆砾,角砾土及黄土(Q3、Q4) 呈角(砾)碎(石)状松散结构 非粘性土呈松散结构粘性土及黄土呈松软结构 石质围岩位于挤压极强烈的断裂带内,裂隙杂乱,呈角砾、砂、泥松软体 Ⅰ 软塑状粘性土及潮湿的粉细砂等 粘性土呈易蠕动的松软结构 砂性土呈潮湿松散结构
4.7、岩质分类 《铁路工程地质手册》(2002年版) 岩质分类 岩 石 名 称 ①古生代及中生代地层的:板岩,砂岩,砾岩,燧石,石灰岩,辉绿泥灰岩等; ②深成岩的:花岗岩,花岗辉绿岩,辉绿岩等; A ③半深成岩的:斑岩,花岗斑岩,玢岩,辉绿岩,设纹岩等; ④火山岩的一部分:玄武岩,中生代的流纹岩等; ⑤变质岩的:结晶片岩,千枚岩,片麻岩,角页岩等 B ①劈理显著的变质岩; ②层理发达的古生代、中生代地层 ①中生代地层的:页岩,砂岩,角砾凝灰岩等; C ②火山岩的:流纹岩,安山岩等; ③早第三纪地层的:硅化页岩,硅化砂岩,火山岩质凝灰岩等 D E F
4.8、岩石的物理力学性质指标经验值 《铁路工程地质手册》(2002年版)
岩石分类 密度(g/cm3) 孔隙比重 率(%) 2.6 ~ 2.95 2.70~ 2.90 1.0 ~ 4.5 0.95~ 3.50 吸水率(%) 极限抗压强度(MPa) 干 100.0 ~ 280.0 74~ 160 饱和 80.0 ~ 250.0 60~ 120 0.70~1.00 软化 系数 第三纪地层的:泥岩,页岩,砂岩,砾岩,凝灰岩,角砾凝灰岩,凝灰溶岩等 晚第三纪~第四纪地层的:泥岩,粉砂岩,砂岩,砾岩,砂砾岩,凝灰岩,火山喷出物等 洪积层~冲积层的:粘土,淤泥,砂,砾石土,火山喷出物,砂粘土,扇形堆积物,岩堆 围岩极易坍塌变形 有水时土砂常与水一齐涌出,浅埋时易坍至地表 围岩易坍塌,处理不当会出现大坍塌,侧壁经常小坍塌,浅埋时易出现地表下场沉(陷)或坍至地表 坚硬的岩岩浆岩 沉岩 花岗岩,闪长玢岩,灰绿岩,闪长岩,花岗闪长岩,流纹斑岩,玄武岩,安山岩,凝灰岩,凝灰角砾岩,火山角砾岩 砂质砾岩,石英砂岩,砂质页岩,石灰岩,白云质灰岩 2.5 ~ 2.92 2.6~ 2.87 0.14 ~ 2.00 石 积0.2~3 0.70~0.90 17
工程地质岩石分类及鉴定 变角闪片麻岩,花岗片麻岩,长英2.6 ~ 2.85 2.3 ~ 2.60 2.4~2.60 2.4~2.60 2.47~2.60 2.45~2.65 2.70 ~ 2.90 2.60 ~ 2.80 2.6~ 2.70 2.7~ 2.75 2.7~ 2.75 2.73~ 2.81 0.2 ~ 3.76 2.0 ~ 20.0 5.0~ 20.0 3~7 2.7~7 1~10 1~9 3~7 2.3~6 1~3 0.42~ 4.95 0.5~6 0.10 ~ 0.71 80.0 ~ 150.0 25.0 ~ 68.0 30.0~ 80.0 20.0~ 45.0 50~60 13.4~ 100 40~90 62.5 ~ 120.0 4.6 ~ 32.0 5~45 10~30 13~40 7.8~ 52.4 20~30 0.21~0.75 0.40~0.66 0.24~0.55 0.44~0. 0.16~0.50 0.69~0.84 质角岩,石英岩,石英片岩,角闪片岩 岩,砂质板岩 岩 半风化花岗岩,半风化流纹斑浆岩,半风化辉绿岩,二叠系凝灰岩,岩 凝灰熔岩 半 沉坚硬的岩积岩 沉积 泥质砂岩,侏罗系砂岩,砾岩,角砾岩 侏罗、白垩系粘土岩 侏罗、白垩系页岩 灰岩,泥灰岩 石 岩 变质岩
片麻岩,绿泥片岩,石英片岩,炭质板岩,千枚岩 2.68~2.76 0.79~4 0.40~0.68 5 《工程岩体分级标准》(GB50218——94)
5.1、岩石坚硬程度的定性划分 名 称 定 性 鉴 定 锤击声清脆,有回弹,震手,难击碎; 浸水后,大多数无吸水反应 锤击声较清脆,有轻微回弹,稍震手,较难击碎; 浸水后,有轻微吸水反应 锤击声不清脆,无回弹,较易击碎; 浸水后,指甲可刻出印痕 代 表 性 岩 石 未风化~微风化的:花岗岩、正长岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、片麻岩、石英片岩、硅质板岩、石英岩、硅质胶结的砾岩、石英砂岩、硅质石灰岩等 1.弱风化的坚硬岩; 2.未风化~微风化的:熔结凝灰岩、大理岩、板岩、白云岩、石灰岩、钙质胶结的砂岩等 1.强风化的坚硬岩; 较软岩 2.弱风化的较坚硬岩; 3.未风化~微风化的:凝灰岩、千枚岩、砂质泥岩、泥灰岩、泥质砂岩、粉砂岩、页岩等 软质岩 软 岩 浸水后,手可掰开 锤击声哑,无回弹,有较深凹痕,手可极软岩 捏碎; 浸水后,手可捏成团
硬质岩 坚硬岩 较 坚 硬 岩 1. 强风化的坚硬岩; 锤击声哑,无回弹,有凹痕,易击碎; 2.弱风化~强风化的较坚硬岩; 3.弱风化的较软岩; 4.为风化的泥岩等 1.全风化的各种岩石; 2.各种半成岩 18
工程地质岩石分类及鉴定
5.2、岩石风化程度划分 名 称 未风化 微风化 弱风化 强风化 全风化
风 化 特 征 结构构造未变,岩质新鲜 结构构造、矿物色泽基本未变,部隙面有铁锰质渲染 结构构造部分破坏,矿物色泽较明显变化,裂隙面出现风化矿物或存在风化夹层 结构构造大部分破坏,矿物色泽明显变化,长石、云母等多风化成次生矿物 结构构造全部破坏,矿物成分除石英外,大部分风化成土状 5.3、岩体完整程度的定性划分 名 称 结构面发育程度 组数 1~2 1~2 较完整 2~3 2~3 较破碎 >3 平均间距(m) >1.0 >1.0 1.0~0.4 1.0~0.4 0.4~0.2 0.4~0.2 破 碎 >3 <0.2 主要结构面 的结合程度 结合好或 结合一般 结合差 结合好或 结合一般 结合差 结合好 结合一般 结合差 结合一般 或结合差 结合很差 各种类型结构面 节理、裂隙、 层面、小断层 节理、裂隙、层面 主要结构面类型 相应结构类型 完 整 节理、裂隙、层面 整体状或巨厚层状结构 块状或厚层状结构 块状结构 裂隙块状或中厚层状结构 镶嵌碎裂结构 中、薄层状结构 裂隙块状结构 碎裂状结构 散体状结构 极破碎 无序 注:平均间距指主要结构面(1~2组)间距的平均值。
5.4、结构面结合程度的划分 名 称 结合好 结合好 张开度小于1mm,无充填物; 张开度1~3mm,为硅质或铁质胶结; 张开度大于3mm,结构面粗糙,为硅质胶结 张开度1~3mm,为钙质或泥质胶结; 张开度大于3mm,结构面粗糙,为铁质或钙质胶结 张开度1~3mm,结构面平直,为泥质或泥质和钙质胶结; 张开度大于3mm,多为泥质或岩屑充填 泥质充填或泥夹岩屑充填,充填物厚度大于起伏差 结 构 面 特 征 结合一般 结合差 结合极差
5.6、岩石坚硬程度按岩石单轴饱和抗压强度(Rc)划分 岩石单轴饱和抗压强度 Rc(Mpa) 坚硬程度 换算:Rc=22.82 Is(50)0.75。
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>60 坚硬岩 60~30 较坚硬岩 30~15 较软岩 15~5 软岩 <5 极软岩 注:Rc采用实测值,当无条件取得实测值时,也可才应实测的岩石点荷载强度指数(Is(50))的换算值,按下式
工程地质岩石分类及鉴定
5.7、岩体完整程度按岩体完整性指数(Kv)划分 岩体完整性指数Kv 岩体体积节理数 Jv(条/m3) 岩体完整程度 2
>0.75 <3 完 整 0.75~0.55 3~10 较完整 0.55~0.35 10~20 较破碎 0.35~0.15 20~35 破 碎 <0.15 >35 极破碎 注:岩体完整性指数Kv应采用实测值,当无条件取得实测值时,也可用岩体体积节理数Jv确定对应的Kv值。 Kv=(Vpm/Vpr)
Vpm—岩体弹性纵波速度(Km/s);Vpr—岩石弹性纵波速度(Km/s)。
5.8、岩体基本质量分级 基本质量级别 Ⅰ Ⅱ 岩体基本质量的定性特征 坚硬岩,岩体完整 坚硬岩,岩体较完整; 较坚硬岩,岩体完整 坚硬岩,岩体较破碎; Ⅲ 较坚硬岩或软硬岩互层,岩体较完整; 较软岩,岩体完整 坚硬岩,岩体破碎; Ⅳ 较坚硬岩,岩体较破碎~破碎; 较软岩或软硬岩互层,且以软岩为主,岩体较完整~较破碎; 较软岩,岩体完整~较完整 较软岩,岩体破碎; Ⅴ 软岩,岩体较破碎~破碎; 全部极软岩及全部极破碎岩 注:岩体基本质量指标BQ=90+3Rc+250Kv
Rc—岩石单轴饱和抗压强度Rc(Mpa);Kv—岩体完整性指数。 ①当Rc>90Kv+30时,应以Rc=90Kv+30和Kv代入计算BQ值。 ②当Kv>0.04Rc+0.4时,应以Kv=0.04Rc+0.4和Rc代入计算BQ值。
5.9、各级岩体基岩承载力基本值(fo) 岩体级别 fo Ⅰ >7.0 Ⅱ 7.0~4.0 Ⅲ 4.0~2.0 Ⅳ 2.0~0.5 Ⅴ <0.5 <250 350~251 450~351 岩体基本质量指标(BQ) >550 550~451 注:考虑基岩形态影响时,基岩承载力基本值(fk)按下式计算:fk=ηfo η—基岩形态影响折减系数。
5.10、基岩形态影响折减系数η 基岩形态 岩面坡度(°) η 平坦型 0~10 1.0 反坡型 10~20 0.9 顺坡型 10~20 0.8 台阶型 台阶高度<5m 0.7 注:基岩内结构面倾向与基岩面坡向大致相同为顺坡型;相反为反坡型。
5.10、岩体物理力学参数 岩体基本 质量级别 Ⅰ Ⅱ 重力密度 (KN/m) >26.5 3抗剪断峰值强度 内摩擦角φ(°) >60 60~50 粘聚力C(MPa) >2.1 2.1~1.5 变形模量 E(GPa) >33 33~20 泊松比 v <0.2 0.2~0.25 20
工程地质岩石分类及鉴定 Ⅲ Ⅳ Ⅴ
26.5~24.5 24.5~22.5 <22.5 50~39 39~27 <27 1.5~0.7 0.7~0.2 <0.2 20~6 6~1.3 <1.3 0.25~0.3 0.3~0.35 >0.35 5.11、岩体结构面抗剪断峰值强度 序号 1 2 两侧岩体的坚硬强度及结构面的结合程度 坚硬岩,结合好 坚硬~较坚硬岩,结合一般; 较软岩,结合好 坚硬~较坚硬岩,结合差; 较软~软岩,结合一般 较坚硬~较软岩,结合差~结合很差; 4 软岩,结合差; 软质岩的泥化面 5
内摩擦角φ(°) >37 37~29 粘聚力C(MPa) >0.22 0.22~0.12 3 29~19 0.12~0.08 19~13 0.08~0.05 较坚硬岩及全部软质岩,结合很差; 软质岩泥化层本身 <13 <0.05 5.12、地下工程岩体自稳能力 岩体级别 Ⅰ Ⅱ 自 稳 能 力 跨度<20m,可长期稳定,偶有掉块,无塌方 跨度10~20m,可基本稳定,局部可能发生掉块或小塌方; 跨度<10m,可长期稳定,偶有掉块 (小塌方:塌方高度<3m,或塌方体积<30m﹞ 跨度10~20m,可稳定数日~1月,可发生小~中塌方; Ⅲ 跨度5~10m,可稳定数月,可发生局部块体位移及小~中塌方; 跨度<5m,可基本稳定 (中塌方:塌方高度3~6m,或塌方体积30~100m﹞ 跨度>5m,一般无自稳能力,数日~数月内可发生松动变形、小塌方,进而发展为中~大塌方。埋深Ⅳ 小时,以拱部松动破坏为主,埋深大时,有明显塑性流动变形和挤压破坏; 跨度<5m,可稳定数日~1月 (大塌方:塌方高度>6m,或塌方体积>100m﹞ Ⅴ 无自稳能力 333
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