国内外岩体分级的档数                      表10

名    称

分  级  依  据

分级（类）档数

国

内

隧道工程岩体分级探讨

（铁道部科学研究院西南

研究所文集＜第一集＞，

中国铁道出版社，1987年

岩体质量分级

RMQ值

五  级

坑道工程围岩分类（总参

工程兵第四设计研究所

1985年部级鉴定）

岩体质量指标

Rm或Rs

五  级

鲁布革水电站

（地下厂房围岩分类）

围岩质量Q

五  级

《岩体工程地质力学基础》

谷德振，科学出版社

1979年

岩石质量系数Z

五  级

《地下工程》

1981年第5期，关宝树

围岩质量Q值

六  级

国外

美国RQD分类法

RQD值

五  级

南非别尼威斯基

地质力学分级法

节理化岩体的

RMR

五  级

挪威巴顿分类法

岩体质量Q值

九  级

    3.1.2  本条规定了根据基本质量的定性特征作出的岩体基本质量定性分级，与根据基本质量指标（BQ）作出的定量分级不一致时的处理方法。出现定性分级与定量分级不吻合的情况是经常发生的，也是正常的。若两者定级不一致，可能是定性评级不符合岩体实际的级别，也可能是测试数据在选用或实测时缺乏代表性，或两者兼而有之。必要时，应重新进行定性鉴定和定量指标的复核，在此基础上经综合分析，重新确定岩体基本质量的级别。

    为了提高定级的准确性，宜由有经验的人做定性分级，定量指标测试的地点与定性分级的岩石工程部位应一致。

    对Ⅲ级以下（含部分Ⅲ级）的岩体，应慎重确定级别，以确保工程安全。

3.2  基本质量的定性特征和基本质量指标

    3.2.1  本条规定了岩体基本质量定性特征和两个分级因素定性划分的评定方法。岩石坚硬程度和岩体完整程度定性划分后，二者组合成定性特征，进行仔细的综合分析、评价，按表4.1.1对岩体基本质量作出定性评级。

    3.2.2  根据分级因素的定量指标对岩体质量进行定量分级的方法有上百种，经归纳大致可分为三种：

    （1）单参数法。如RQD法，就是以修正的10cm以上岩芯长度之和与钻孔总长度的百分比为依据分级的。

    （2）多参数法。如东北大学以Rc、岩体弹性纵波速度（Vpm）、平均节理间距（dp）和围岩位移稳定时间四项参数为依据，通过电算程序进行动态分级的方法。

（3）多参数组成的综合指标法。如总参工程兵第四设计研究院坑道上程围岩分级中，由Rc、Kv、地下水状态和岩层产状四项参数组成分级指标。也有人提出对Rc、岩体完整性、含水情况和风化程度四方面，分别评分，最后给出表示岩体质量的总分。巴顿（Barton）的Q分级法也属这一种。

本标准采用多参数法，以两个分级因素的定量指标Rc及Kv为参数，计算求得岩体基本质量指标（BQ），作为划分级别的定量依据。

    计算岩体质量的数学模型有很多种，例如，巴顿（Barton）、谷德振、总参工程兵第四设计研究院等单位在分级中采用的是积商模型；别尼威斯基（Bieniawski Z.T.）、水电部昆明勘测设计院、铁道部科学研究院西南分院等采用和差模型。

    本标准采用逐步回归，逐步判别等方法建立并检验基本质量指标（BQ）的计算公式，属于和差模型。由Kv和Rc所确定的BQ值，其计算模式定为：

                      BQ＝b0＋b1R nnecttype="rect" gradientshapeok="t" o:extrusionok="f">＋b2K                        （4）

式中b0、b1、b2、α、β??待定系数。

    这一数学模式，用权值系数计算各因素的单值，用和差计算质量总值。最后得出岩体基本质量指标（BQ）的计算公式，见本条式（4.2.2）。

    需指出，岩体基本质量指标（BQ）的计算公式，是在现有的抽样总体的基础上确定的。随着在本标准使用中经验和数据的积累，对公式中的系数可能要作一定的调整，但其数学模式、分级档数和分级界限可保持不变。

    本条规定了使用式（3.2.2）时应遵守的限制条件，限制条件分别以二个连续函数的形式，规定了该式上下限的使用条件。给出的限制条件之一，是对式（3.2.2）上限的限制，这是注意到岩石的Rc过大，而岩体的Kv不大时，对于这样坚硬但完整性较差的岩体，其稳定性是比较差的，Rc虽高但对稳定性起不了那么大的作用，如果不加区别地将原来测得的Rc值代入公式，过大的Rc值使得岩体基本质量指标（BQ）大为增高，造成对岩体质量等级及实际稳定性作出错误的判断。使用这一限制条件，可获得经修正过的Rc值。例如，当Kv＝0.55时，实测Rc值大于79.5MPa，取用79.5?5MPa，否则取用实测值。

    本条给出的第二个限制条件，是对式（3.2.2）下限的限制，这是针对岩石的Rc很低，而相应的岩体Kv值过高的情况下给定的。这是注意到，完整性虽好但甚为软弱的岩体，其稳定性仍然是不好的，将过高的实测Kv值代入公式也会得出高于岩体实际稳定性或质量等级的错误判断。使用这一限制条件，可获得经修正过的Kv值。例如，当Rc＝10MPa时，实测Kv值大于0.8取用0.8，否则取用实测值。

4  工程岩体级别的确定

4.1  一般规定

    4.1.1  岩体基本质量，反映了岩体质量的最基本的内容，或反映了影响工程岩体稳定的主要方面。

    对各类型工程岩体，作为分级工作的第一步或初步定级，在基本质量确定后，可用基本质量的级别作为工程岩体的级别。这里是基于以下几个方面：

（1）初步定级一般是在可行性和初步设计阶段，勘察资料不全，工作还不够深入，各项修正因素尚难于确定，作为初步定级，可暂用基本质量的级别作为工程岩体的级别。

（2）对于小型或不太重要的工程，可直接采用基本质量的级别作为工程岩体的级别。

    4.1.2  影响工程岩体稳定性的诸因素中，岩石坚硬程度和岩体完整程度是岩体的基本属性，是各种岩石工程类型的共性，反映了岩体质量的基本特征，但它们远不是影响岩体稳定的全部重要因素。地下水状态、初始应力状态、工程轴线或走向线的方位与主要软弱结构面产状的组合关系等，也都是影响岩体稳定的重要因素。这些因素对不同类型的岩石工程，其影响程度往往是不一样的。例如，某一陡倾角结构面，走向近乎平行工程轴线方位，对地下工程来说，对岩体稳定是很不利的，但对坝基抗滑稳定的影响就不那么大，若结构面倾向上游，则可基本上不考虑它的影响。

    随着设计工作的深入，地质勘察资料增多，就应结合不同类型工程的特点、边界条件、所受荷载（含初始应力）情况和运用条件等，引入影响岩体稳定的主要修正因素，对工程岩体作详细地定级。

    本条只是原则规定了将地下水状态等项影响因素作为修正因素。还有些对岩体稳定有影响的因素，如洞室跨度与节理密度的关系、边坡高度对边坡稳定的影响、地温引起的应力变化等等。有的目前还缺乏足够经验或足够试验依据；有的不是岩体分级能够解决的问题，应在设计、施工中予以考虑或研究解决；有的需各部门针对不同工程类型的特点引入不同的修正因素，用来确定上程岩体级别。

    所谓“工程轴线”，是指地下洞室的洞轴线、大坝的坝轴线；“工程走向线”是指边坡工程的坡面走向线。

    4.1.3  参见附录B的说明。

    4.1.4  某些又有特殊变形破坏特性的岩类，如具有膨胀性强的岩类，易溶蚀的盐岩等，具有某些特殊的性质，影响共稳定性的因素与一般岩类很不相向。本标准分级的方法来反映其特殊性，也无成熟的经验和依据用修正的办法反映其对稳定性的影响。对这些带有特殊性的问题，在考虑它们的影响时，需通过其它途径解决。

    规模较大、贯通性较好的软弱结构面，即使只有一、二条，往往也会对工程岩体的稳定性有重要的影响，这种影响不能通过岩体分级得到考虑，应当进行专门研究，例如对重要的或复杂的岩石工程需要用数值模拟或物理模拟进行岩体稳定性分析研究等等。

    4.1.5  岩体物理力学参数和结构面抗剪断峰值强度参数，是岩体和结构面所固有的物理力学性质，从量上反映了岩体和结构面的基本属性。

    大量的岩石力学试验研究工作表明，岩体的物理力学性质及其参数有一定的分散件和随机性，最有效的办法是有针对性的进行必要的现场和实验室的实测。但由于工程的设计阶段或工作详细程度不同，以从下程的规模、重要性不同，对试验上作量和对参数精度的要求也应该是不同的。岩体初步定级时，是在没有考虑修正因素条件下岩体的级别，即基本质量级别。所以本条规定在初步定级时，可按附录C表C.0.1选用与岩体基本质量级别相应的物理力学参数。

    岩体中存在的结构面，是岩体的弱面，其强度远小于两侧岩体的强度，对工程岩体稳定常常起着控制作用。由于两侧岩体的坚硬程度不同，结构面粗糙程度、张开程度、充填物性状和充填物厚度不同，都会较大幅度的影响其强度值。附录C.0.2给出的结构面抗剪断峰值强度，是针对不同结构面的具体情况给出的。

4.2  工程岩体级别的确定

    4.2.1  本条规定了地下工程岩体在岩体基本质量级别确定后，作进一步或详细定级时，应考虑的几个修正因素和修正后的定级原则。

    在地下工程岩体分级上作中（以往多称为围岩分类），虽然主要是考虑洞室周围的岩体，但勘察、试验工作往往是从上部至下部对整个山体进行研究。基于上述原因，将与地下工程有关的工程岩体定名为“地下工程岩体”。

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