岩體質量評價
正文
利用岩體質量指標評定岩體的工程地質性質的工作。它將工程地質評價和岩體工程地質特性參數,以及岩體工程設計定量地聯繫起來,使工程實踐經驗得以定量表述。因此,它是工程地質評價定量化的重要發展。國際上套用較廣的有3類:岩石結構評價RSR系統、岩體地質力學評價RMS系統及岩體質量Q系統。在中國,有楊子文提出的岩體質量指標,谷德振、黃鼎成提出的岩體質量分級等多種方案。岩石結構評價RSR系統。岩體質量的表述式為
RSR=A+B+C
式中 A代表一般地質狀態、岩石類型、岩石堅硬程度及地質構造擾動程度的參數;B代表節理狀態、密集程度和走向與洞軸關係的參數;C代表地下水湧水量及節理狀態的參數。
岩石地質力學評價 RMS系統。根據岩石強度、岩心獲得率、節理間距、節理狀態、地下水湧水量等分級,並考慮節理和隧洞的相對關係,進行分數校正。
岩體質量Q系統。岩體質量Q值表述式為 式中RQD為長於10厘米的岩心獲得率;Jn為節理組數;Jr為節理面粗糙度;Ja為節理蝕變程度;Jw為裂隙水的影響;SRF為地應力的影響。
楊子文認為岩體的工程性質,主要受岩體的完整程度、岩塊的質量、風化程度和水的作用等 4方面因素的影響。岩體性質的變化,必然要表現為這 4個因素指標的變化。他提出的岩體質量表達式為
M=ISKYKR
或 式中M為岩體質量指標;I為岩體完整性係數,,其中Vp為岩體彈性波縱波速度,V0為岩塊彈性波縱波速度,S為岩石質量係數,,其中RD、 ED分別為欲測岩塊的單軸乾抗壓強度和乾岩塊的彈性模量,RS為軟弱岩塊抗壓強度的上限,取300千克/平方厘米,ES代表軟弱岩塊彈性模量的上限,取6.6×104千克/平方厘米;KY為岩石風化係數,,其中RC為新鮮岩塊的乾抗壓強度;KR為岩石軟化係數,,其中RW為欲測岩塊的飽和抗壓強度。根據I、S、KY、KR4個參數可以計算出岩體質量M 。M值愈大,岩體質量愈好。按照M值的大小,將岩體分為5類:M>3,好岩體;1~3,較好岩體;0.12~1.0,中等岩體;0.01~0.12,較壞岩體;<0.01,壞岩體。
在以上各種岩體質量評價方法中,均考慮了岩體的完整性、節理狀態和岩石特性等因素,相互之間有一定的可比性。
目前,岩體質量評價方法還在研究和發展中,採用模糊數學或灰色評判是進一步研究的方向。