【乐享红酒课堂】岩石单轴抗压强度方位对工程的影响评价

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： 类别 岩石单轴抗压强度σc(Mpa) 坚固性 Ⅰ 250~160 特坚固 Ⅱ 160~100 坚固 Ⅲ 100~40 次坚固 Ⅳ 0.75 0.75~0.55 0.55~0.35 0.35~0.15 10 >250 15 4~8 100~250 12 2~4 50~100 7 1~2 25 ~ 50 4 不采用 5 ~ 25 2 不采用 1 ~ 5 1 不采用 3 1~3 0.3~1 0.05~0.3 5mm的断层泥充填的张开节理;张开度>5mm的节理，延伸超过数米 0 第三十八页，共六十八页。 （5）取决于地下水状态的岩体评分值R5 每米隧道的涌水量（L/min） 节理水压力与最大主应力的比值 总的状态 评分值 无 0 完全干燥 15 125 >0.5 有严重地下水问题，流水 0 第三十九页，共六十八页。 （6）节理方位对RMR的修正值R6 方位对工程的影响评价 隧道 地基 边坡 很有利 0 0 0 有利 －2 －2 －5 一般 －5 －7 －25 不利 －10 －15 －50 很不利 －12 －25 第四十页，共六十八页。

（7）节理走向与倾角对隧道掘进的影响 节理走向垂直于隧道轴线 节理走向平行于隧道轴线 倾角 00～200 顺倾向掘进 逆倾向掘进 倾角 450～900 200～450 450～900 200～450 450～900 200～450 不考虑走向 很有利 有利 一般 不利 很不利 一般 一般 第四十一页，共六十八页。根据总分确定岩体分级 类别 岩体描述 岩体评分值RMR Ⅰ 很好 81~100 Ⅱ 好 61~80 Ⅲ 较好 41~60 Ⅳ 较差 21~40 Ⅴ很差 0~20 第四十二页，共六十八页。 岩体分级的意义考虑不支护隧道的自稳时间 分类号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 平均自稳时间 15m跨，20年 10m跨，1年 5m跨， 1星期 2.5m跨，10h 1m跨，30min 岩体的内聚力(kPa) >400 300~400 200~300 100~200 450 350~450 250~350 150~250 2a,矩形截面. 加压装置：千斤顶，应力枕。 第十九页，共六十八页。 4.3.3 岩体强度估算 1、准岩体强度完整性系数K： 式中：V岩体、 V岩石分别为弹性波在岩体和岩石中传播的纵波速度。

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准岩体抗压强度: σcm=Kσc 准岩体抗拉强度: σtm=Kσt 式中：σc 、σt为岩石试件的单轴抗压强度和单轴抗拉强度。 第二十页，共六十八页。 2、霍克－布朗经验判据 式中:σc——完整岩石单轴抗压强度；σ3——作用在岩石试样上的最小主应力；m，s——为与岩性及结构面情况有关的常数，可查表；第二十一页，共六十八页。 §4-4 岩体的变形特性 1 岩体的单轴和三轴压缩变形特征 （1）岩体应力－应变全过程曲线 ①在加载过程，结构面压密与闭合，应力－应变曲线，呈上凹型。 ②中途卸载有弹性后效现象和不可恢复残余变形。这是结构面闭合、滑移、错动造成的。 ③完全卸载，再加载形成形式上的“开环型”曲线，这也是弹性后效造成的。 ④峰值强度后，岩体开始破坏，应力下降较缓慢，仍有残余应力，这是岩体结构效应。 第二十二页，共六十八页。 （2）卸载时荷载不降至零时的应力－应变曲线 ①卸荷不降至零时的循环加载应力－应变曲线呈“闭环型”。 ②随着外荷加大、循环次数增多，闭环后移，这是结构面逐级被压密与啮合，这是结构面逐级被压密与啮合所致。 ③闭环逐渐变窄→演变呈一条线，这是压密程度越来越高，弹性后效变小的原因。 #

④当卸荷至零并持续一定时间后，有较大回弹变形，这是弹性后效的表现。 ⑤变形模量 第二十三页，共六十八页。 2 岩体剪切变形特征 ①在屈服点前，变形曲线与抗压变形相似，上凹型。 ②屈服点后，某个结构面或结构体首先剪坏，随之出现一次应力下降。峰值前可能发现多次应力升降。升降程度与结构面或结构体强度有关，岩体越破碎，应力降反而不明显。 ③当应力增加到一定应力水平时，岩体剪切变形已积累到一定程度，没剪破的部位以瞬间破坏方式出现，并伴有一次大的应力降。 ④随后产生稳定滑移 第二十四页，共六十八页。 3 岩体各向异性变形 ①岩体力学性质具有各向异性，变形、破坏机制、强度特征不同。 ②工程布置要考虑如何扬长避短，充分发挥岩体自身强度，维持工程稳定性。 第二十五页，共六十八页。 §4-5 岩体质量评价及其分类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。

第二十六页，共六十八页。 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。 第二十七页，共六十八页。 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。 第二十八页岩石抗压强度判断风化方法，共六十八页。 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，Mpaf ≥20 为1级，最坚固； 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 值越大岩石抗压强度判断风化方法，岩体越稳定。 第二十九页，共六十八页。 * #