摘要:巖體質(zhì)量分級(jí)是巖體工程特性好壞的綜合反映。對(duì)于不同的工程,需要不同的巖體質(zhì)量分級(jí)方法。本文首先論述了巖體質(zhì)量分級(jí)方法的研究現(xiàn)狀,隨后著重介紹了目前常用的3種巖體質(zhì)量分級(jí)方法,最后簡(jiǎn)要闡述了巖體質(zhì)量分級(jí)的重要性。
關(guān)鍵詞:巖體質(zhì)量 分級(jí)方法 穩(wěn)定性
1、研究現(xiàn)狀
國內(nèi)巖體分類研究起步于20世紀(jì)70年代。隨著時(shí)間的推移, 研究的深度和廣度都有了長(zhǎng)足的發(fā)展[1-2]。早期的分級(jí)多為巖石的分類或反映巖體某一性質(zhì)的單一指標(biāo)分級(jí)。實(shí)際上影響工程巖體質(zhì)量的因素很多, 僅對(duì)某個(gè)單一因素進(jìn)行評(píng)價(jià)遠(yuǎn)不能滿足工程的需要, 同時(shí)自巖體及巖體結(jié)構(gòu)的觀念建立以來, 人們逐漸感到僅對(duì)巖體某一種特性進(jìn)行評(píng)價(jià)已無法全面反映巖體的整體性質(zhì), 這就促使巖體分級(jí)由單因素向多因素綜合分級(jí)方向逐步發(fā)展。國外的巖體質(zhì)量分類研究起步較早,大致始于20世紀(jì)40年代,60~80年代間發(fā)展較快,從20世紀(jì)40年代的太沙基分類(1946年)等開始, 先后經(jīng)歷了美國迪爾的RQD分級(jí)、挪威學(xué)者巴頓針對(duì)地下工程巖體的Q 系統(tǒng)分類、南非波蘭籍學(xué)者比尼奧斯基的地質(zhì)力學(xué)分類(RMR)、R.P.米勒提出的以巖塊抗壓強(qiáng)度和模量比作為分類標(biāo)志的分類方案, 以及日本電力中央研究所菊地宏吉的壩基巖體分類等。
2、巖體質(zhì)量分級(jí)方法
目前常用的巖體質(zhì)量分級(jí)方法是RMR分級(jí)方法、BQ分級(jí)方法、Q分級(jí)方法。
2.1RMR方法[3]
該方法首先由南非的比尼奧斯基于1973年提出, 它綜合考慮了巖塊強(qiáng)度、巖石質(zhì)量指標(biāo)(RQD)、節(jié)理間距、節(jié)理?xiàng)l件、地下水等因素。采用和差積分法,計(jì)算巖體的分類指標(biāo);后經(jīng)進(jìn)一步的完善,于1989年提出了修正的RMR分級(jí)方法,根據(jù)節(jié)理方位與不同類型巖石工程之間的關(guān)系進(jìn)行修正,來評(píng)價(jià)巖石工程的穩(wěn)定性。巖體質(zhì)量分級(jí)詳見。
表2.3 RMR巖體質(zhì)量分級(jí)
2.2 BQ方法[4]
BQ法是國標(biāo)《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》推薦的方法。該標(biāo)準(zhǔn)采用定性與定量相結(jié)合的方法為工程巖體分級(jí),先對(duì)巖體的基本質(zhì)量劃分級(jí)別,據(jù)此為工程巖體進(jìn)行初步定級(jí);再根據(jù)巖體的具體工程條件對(duì)已經(jīng)給出的巖體基本質(zhì)量級(jí)別做出修正,對(duì)各類型工程巖體做詳細(xì)定級(jí)[22-23]。巖體質(zhì)量分級(jí)詳見。工程巖體的穩(wěn)定性,除與巖體基本質(zhì)量的好壞有關(guān)外,還受地下水、主要軟弱結(jié)構(gòu)面、地應(yīng)力的影響。
表2.4 BQ巖體質(zhì)量分級(jí)
2.3 巴頓巖體質(zhì)量(Q)分類[5-6]
該分類主要考慮了巖塊尺寸,巖塊間的抗剪強(qiáng)度,主應(yīng)力等因素。該分類共分為9級(jí)見表。Barton的分類體系在地下工程中應(yīng)用較為廣泛,在邊坡工程中應(yīng)用則較少。
表2.8 Q巖體質(zhì)量分級(jí)
3、結(jié)論
巖體質(zhì)量分級(jí)是巖體工程特性好壞的綜合反映, 它既是研究巖體工程質(zhì)量的一種手段, 又是表征巖體工程特性的一種方法, 是工程巖體穩(wěn)定分析的基礎(chǔ), 在工程設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)巖體工程間起著橋梁作用。巖體質(zhì)量分級(jí)在工程建設(shè)中占有重要的地位,它是工程設(shè)計(jì)、開挖的直接依據(jù),因此,對(duì)不同工程,選擇合適的巖體質(zhì)量分級(jí)方法尤為重要。
參考文獻(xiàn):
[1]黃潤(rùn)秋, 王士天, 胡卸文.工高拱壩壩基重大工程地質(zhì)問題研究[M].西南交通大學(xué)出版社,1996:148
[2]余波,徐光祥. 水電工程壩基巖體研究現(xiàn)狀與發(fā)展的思考變[J].貴州水力發(fā)電,2007,21(1)
[3] Bieniawski, Z. T. (1989), Engineering rock mass classifications, Wiley, New York.Cai, M., Kaiser, P.K., Uno, H., Tasaka, Y. and Minami, M. (2004) Estimation of rock mass strength and
deformation modulus of jointed hard rock masses using the GSI system, Int.J. Rock Mech. Min. Sci., 41(1), 3–19.
[4]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn). 1994. 工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(GB50218-94), 北京: 中國計(jì)劃出版社.
[5] N. Barton. Some new Q-value correlations to assist in site characterisation and tunnel design. International Journal of Rock Mechanics Mining Sciences 39 (2002) 185–216
[6] Barton N. Rock mass classification and tunnel reinforcement selection using the Q2system [A].In : Proc. Symp. Rock Class. Eng. Purp. ASTM Special Technical Publication 1984[C] . Philadelphia : [ s. l. ] . 1988:159~88.