工程地质岩石分类及鉴定.doc
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工程地质岩石分类及鉴定 工程地质岩石分类及鉴定 中国•宜昌 2016年5月4日 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 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 坚硬岩 较硬岩 较软岩 软 岩 极软岩 饱和单轴抗压强度(Mpa) fr>60 60≥fr>30 30≥fr>15 15≥fr>5 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 定性鉴定 代表性岩石 硬质岩 坚硬岩 锤击声清脆,有回弹,震手,难击碎,基本无吸水反应 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 较硬岩 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 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 软质岩 较软岩 锤击声不清脆,无回弹,较易击 碎,浸水后指甲可刻划出印痕 1中等风化~强风化的坚硬岩或较硬岩;2未风化~微风化的凝灰岩、千枚岩、泥灰岩、砂质泥岩等 软 岩 锤击声哑,无回弹,有凹痕,易击碎,浸水后手可掰开 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 极软岩 锤击声哑,无回弹,有较深凹痕, 手可捏碎,浸水后可捏成团 1全风化的各种岩石; 2各种半成岩 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 较完整 较破碎 破 碎 极破碎 完整性指数 >0.75 0.75~0.55 0.55~0.35 0.35~0.15 <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 结构面发育程度 主要结构面的结合程度 主要结构面类型 相应结构类型 组数 平均间距(m) 完 整 1~2 >1.0 结合好或结合一般 裂隙、层面 整体状或巨厚层状结构 较完整 1~2 >1.0 结合差 裂隙、层面 块状或厚层状结构 2~3 1.0~0.4 结合好或结合一般 块状结构 较破碎 2~3 1.0~0.4 结合差 裂隙、层面、小断层 裂隙块状或中厚层状结构 ≥3 0.4~0.2 结合好 镶嵌碎裂结构 结合一般 中、薄层状结构 破 碎 ≥3 0.4~0.2 结合差 各种类型结构面 裂隙块状结构 ≤0.2 结合一般或结合差 碎裂状结构 极破碎 无序 结合很差 散体状结构 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 结构面组数 控制性结构面平均间距(m) 代表性结构类型 完 整 1~2 >1.0 整状结构 较完整 2~3 0.4~1.0 块状结构 较破碎 >3 0.2~0.4 镶嵌状结构 破 碎 >3 <0.2 碎裂状结构 极破碎 无序 — 散体状结构 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 野 外 特 征 风化程度参数指标 波速比Kv 风化系数Kf 未风化 岩质新鲜,偶见风化痕迹 0.9~1.0 0.9~1.0 微风化 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 0.8~0.9 0.8~0.9 中等风化 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 0.6~0.8 0.4~0.8 强风化 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 0.4~0.6 <0.4 全风化 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 0.2~0.4 - 残积土 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 <0.2 - 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 完整程度 坚硬程度 完 整 较完整 较破碎 破 碎 极破碎 坚硬岩 I II III IV V 较硬岩 II III IV IV V 较软岩 III IV IV V V 软 岩 IV IV V V V 极软言 V V V V V 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 质量等级 >90 好 的 75~90 较好的 50~75 较差的 25~50 差 的 <25 极差的 1.8、岩层厚度分类 《岩土工程勘察规范》GB50021—2001 层厚分类 单层厚度h(m) 层厚分类 单层厚度h(m) 巨厚层 h>1.0 中厚层 0.5≥h>0.1 厚 层 1.0≥h>0.5 薄 层 H<0.1 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 软化系数(KR) 不软化的岩石 KR>0.75 软化的岩石 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。 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 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 巨块状 以层面和原生、构造节理为主,多呈闭合型,间距大于1.5m,一般为1~2组,无危险结构 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 块 状 结 构 厚层状沉积岩,块状岩浆岩和变质岩 块 状 柱 状 有少量贯穿性节理裂隙,结构面间距0.7~1.5m。一般为2~3组,有少量分离体 结构面互相牵制,岩体基本稳定,接近弹性各向同性体 层 状 结 构 多韵律薄层、中厚层状沉积岩,副变质岩 层 状 板 状 有层理、片理、节理,常有层间错动 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 可沿结构面滑塌,软岩可产生塑性变形 碎裂状 结 构 构造影响严重的破碎岩层 碎块状 断层、节理、片理、层理发育,结构面间距0.25~0.50m,一般3组以上,有许多分离体 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 易发生规模较大的岩体失稳,地下水加剧失稳 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 完整性遭极大破坏,稳定性极差,接近松散体介质 易发生规模较大的岩体失稳,地下水加剧失稳 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 坚硬岩 较硬岩 较软岩 软 岩 极软岩 饱和单轴抗压强度标准值frk(Mpa) frk>60 60≥frk>30 30≥frk>15 15≥frk>5 frk≤5 注:岩石饱和单轴抗压强度试验要点,见本规范附录B。 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 较完整 较破碎 破 碎 极破碎 完整性指数 >0.75 0.75~0.55 0.55~0.35 0.35~0.15 <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。 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 节理不发育 节理发育 节理很发育 节理间距(mm) >400 200—400 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 软化系数(KR) 不软化的岩石 KR>0.75 软化的岩石 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。 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 定性鉴定 代表性岩石 硬质岩 坚硬岩 锤击声清脆,有回弹,震手,难击碎,基本无吸水反应 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 较硬岩 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 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 软质岩 较软岩 锤击声不清脆,无回弹,较易击 碎,浸水后指甲可刻划出印痕 1中等风化~强风化的坚硬岩或较硬岩; 2未风化~微风化的凝灰岩、千枚岩、泥灰岩、砂质泥岩等 软 岩 锤击声哑,无回弹,有凹痕,易击碎,浸水后手可掰开 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 极软岩 锤击声哑,无回弹,有较深凹痕, 手可捏碎,浸水后可捏成团 1全风化的各种岩石; 2各种半成岩 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 野 外 特 征 风化程度参数指标 波速比Kv 风化系数Kf 未风化 岩质新鲜,偶见风化痕迹 0.9~1.0 0.9~1.0 微风化 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 0.8~0.9 0.8~0.9 中风化 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 0.6~0.8 0.4~0.8 强风化 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 0.4~0.6 <0.4 全风化 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 0.2~0.4 — 残积土 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 <0.2 — 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 结构面发育程度 主要结构面的结合程度 主要结构面类型 相应结构类型 组数 平均间距(m) 完 整 1~2 >1.0 结合好或结合一般 裂隙、层面 整体状或巨厚状结构 较完整 1~2 >1.0 结合差 裂隙、层面 块状或厚层状结构 2~3 1.0~0.4 结合好或结合一般 — 块状结构 较破碎 2~3 1.0~0.4 结合差 裂隙、层面、小断层 裂隙块状或中厚层状结构 ≥3 0.4~0.2 结合好 镶嵌碎裂结构 结合一般 中、薄层状结构 破 碎 ≥3 0.4~0.2 结合差 各种类型结构面 裂隙块状结构 ≤0.2 结合一般或结合差 碎裂状结构 极破碎 无序 — 结合很差 — 散体状结构 注:平均间距指主要结构面(1~2组)间距的平均值。 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 节理不发育 节理发育 节理很发育 坚硬岩、较硬岩 >3000 3000~2000 2000~1500 软质岩 3000~1500 1500~1000 1000~800 软岩 1200~1000 1000~800 800~500 极软岩 500~400 400~300 300~200 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 代表性岩石 硬质岩 坚硬岩 锤击声清脆,有回弹,震手,难击碎;浸水后大多无吸水反应 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 较坚 硬岩 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 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 软质岩 较软岩 锤击声不清脆,无回弹,较易击 碎,浸水后指甲可刻划出印痕 1 强风化的 坚硬岩; 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 软 岩 锤击声哑,无回弹,有凹痕,易击碎;浸水后手可掰开 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, 手可捏碎;浸水后可捏成团 1 全风化的各种岩石; 2 各种半成岩 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) >60 60~30 30~15 15~5 <5 坚硬程度 坚硬岩 较坚硬岩 较软岩 软岩 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 结构面发育程度 主要结构面的结合程度 主要结构面类型 相应结构类型 组数 平均间距(m) 完 整 1~2 >1.0 好或一般 裂隙、层面 整体状或巨厚层状结构 较完整 1~2 >1.0 差 裂隙、层面 块状或厚层状结构 2~3 1.0~0.4 好或一般 块状结构 较破碎 2~3 1.0~0.4 差 裂隙、层面、小断层 裂隙块状或中厚层状结构 >3 0.4~0.2 好 镶嵌碎裂结构 一般 中、薄层状结构 破 碎 >3 0.4~0.2 差 各种类型结构面 裂隙块状结构 <0.2 一般或差 碎裂状结构 极破碎 无序 很差 散体状结构 注:平均间距指主要结构面(1~2组)间距的平均值。 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 >0.75 0.75~0.55 0.55~0.35 0.35~0.15 <0.15 岩体体积节理数 Jv(条/m3) <3 3~10 10~20 20~35 >35 岩体完整程度 完 整 较完整 较破碎 破 碎 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)2 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 围岩或土体主要定性特征 围岩基本质量指标BQ或 修正的围岩基本质量指标[BQ] Ⅰ 坚硬岩,岩体完整,巨整体或巨厚层状结构 >550 Ⅱ 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 550~451 Ⅲ 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 450~351 Ⅳ 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,中簿层状结构 350~251 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 Ⅴ 较软岩,岩体破碎; 软岩,岩体较破碎~破碎; 极破碎各类岩体,碎、裂状,松散结构 ≤250 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 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。 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]: [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。 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 >450 450~351 350~251 <250 潮湿或点滴状出水 0 0.1 0.2~0.3 0.4~0.6 淋雨状或涌流状出水,水压<0.1MPa或单位出水 量<10L/min.m 0.1 0.2~0.3 0.4~0.6 0.7~0.9 淋雨状或涌流状出水,水压>0.1MPa或单位出水量>10L/min.m 0.2 0.4~0.6 0.7~0.9 1.0 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 结构面走向与洞轴线夹角< 30°,结构面倾角30~75° 结构面走向与洞轴线夹角> 60°,结构面倾角>75° 其他组合 K2 0.4~0.6 0~0.2 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 >550 550~451 450~351 350~251 <250 极高应力区 1.0 1.0 1.0~1.5 1.0~1.5 1.0 高应力区 0.5 0.5 0.5 0.5~1.0 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 Rc/σmax 极高应力 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; 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 <4 高应力 1 硬质岩:开挖过程中可能出现岩爆,洞壁岩体有剥离和掉块现象,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 4~7 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 重度r (KN/m3) 弹性抗力系数 k(MPa) 变形模量E (Gpa) 泊松比µ 内摩擦角φ (°) 凝聚力C (MPa) 计算摩擦角φc Ⅰ 26~28 1800~2800 >33 <0.2 >60 >2.1 >78 Ⅱ 25~27 1200~1800 20~33 0.2~0.25 50~60 1.5~2.1 70~78 Ⅲ 23~25 500~1200 6~20 0.25~0.3 39~50 0.7~1.5 60~70 Ⅳ 20~23 200~500 1.3~6 0.3~0.35 27~39 0.2~0.7 50~60 Ⅴ 17~20 100~200 1~2 0.35~0.45 20~27 0.05~0.2 40~50 Ⅵ 15~17 <100 <1 0.4~0.5 <20 <0.2 30~40 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。 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 两侧岩体的坚硬强度及结构面的结合程度 内摩擦角φ(°) 粘聚力C(MPa) 1 坚硬岩,结合好 >37 >0.22 2 坚硬~较坚硬岩,结合一般; 较软岩,结合好 37~29 0.22~0.12 3 坚硬~较坚硬岩,结合差; 较软~软岩,结合一般 29~19 0.12~0.08 4 较坚硬~较软岩,结合差~结合很差; 软岩,结合差; 软质岩的泥化面 19~13 0.08~0.05 5 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 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 自 稳 能 力 Ⅰ 跨度20m,可长期稳定,偶有掉块,无塌方 Ⅱ 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 Ⅲ 跨度10~20m,可稳定数日~1个月,可发生小~中塌方; 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 Ⅳ 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 无自稳能力,跨度5m或更小时,可稳定数日 Ⅵ 无自稳能力 注:①小塌方:塌方高度<3m,或塌方体积<30m3。 ②中塌方:塌方高度3~6m,或塌方体积30~100m3。 ③大塌方:塌方高度>6m,或塌方体积>100m3。 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 亚 类 强度(MPa) 代 表 性 岩 石 硬质岩石 极硬岩石 >60 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 次硬岩石 30~60 软质岩石 次软岩石 5~30 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 极软岩石 <5 注:强度指新鲜岩块的单轴饱和极限抗压强度。 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 特 征 描 述 岩体声 波测试 岩石点荷 载测试 岩体回弹 仪测试 标贯 试验 备 注 Vp (km/s) Kv Is(50) (Mpa) KI r Kr N63.5 Vp—岩体 纵波速 Kv—波速 风化折 减系数, 为风化 岩体Vp 与新鲜 岩体Vp 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 N63.5—标准贯入击数 未风化 岩质新鲜未受风化 >0.5 1.0 >8.0 1.0 >50 1.0 微风化 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有风化迹象,岩体完整性好 4.0~5.0 0.8 ~ 1.0 5.0 ~ 8.0 0.63 ~ 1.0 40 ~ 50 0.8 ~ 1.0 中等风化 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,沿裂隙面风化较明显,岩体完整性较差,可被切割成30~50cm的块体。手锤不易击碎,开挖需爆破,岩心钻方可钻进 2.5~4.0 0.5 ~ 0.8 2.0 ~ 5.0 0.25 ~ 0.63 30 ~ 40 0.6 ~ 0.8 强风化 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,呈干砌块石状或球状。沿裂隙面风化严重,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 1.0~2.5 0.2 ~ 0.5 0.1 ~ 2.0 0.013 ~ 0.25 12 ~ 30 0.24 ~ 0.6 >50 全风化 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。 岩体一般风化较均一,可含少量风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 0.5~1.0 0.1 ~ 0.2 < 0.1 < 0.013 < 12 < 0.24 30 ~ 50 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) 风化程度 特 征 描 述 岩体声波测试 标贯试验 备 注 Vp (km/s) Kv N63.5 未风化 岩质新鲜未受风化 >4.0 1.0 Vp—岩体纵波 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 微风化 基本上保持新鲜岩体状态,仅沿裂隙面稍有风化迹象,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 3.0~4.0 0.75 ~ 1.0 中等风化 矿物风化变质较轻,结构构造部分破坏。岩体裂隙较发育,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 1.5~3.0 0.38 ~ 0.75 ≥50 强风化 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。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 0.7~1.5 0.18 ~ 0.38 30 ~ 50 全风化 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,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 0.3~0.7 0.1 ~ 0.18 15 ~ 30 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 软化系数(KR) 不软化的岩石 KR>0.75 软化的岩石 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。 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 质量等级 >90 很好 75~90 好 50~75 中等 25~50 差 <25 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 单层厚度h(m) 层厚分类 单层厚度h(m) 巨厚层 h>1.0 中厚层 0.5≥h>0.1 厚 层 1.0≥h>0.5 薄 层 H≤0.1 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 全风化 强风化 中等风化 微风化 硬质岩石 200~500 500~1000 1000~2500 2500~4000 软质岩石 / 200~500 500~1000 1000~1500 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 微风化 中等风化 强风化 全风化 硬质岩石 2500~4000 1000~2500 500~1000 200~500 软质岩石 1000~1500 500~1000 200~500 / 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) 岩石类别 饱和单轴极限抗压强度Rb(MPa) 代表性岩石 岩石类别 饱和单轴极限抗压强度Rb(MPa) 代表性岩石 硬质岩石 极硬岩 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 软质岩石 软质岩 5<Rb≤30 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 硬质岩 30<Rb≤60 极软岩 Rb≤5 4.2、铁路岩体完整性定性划分 《铁路工程地质手册》(2002年版) 等级名称 结构面发育程度 结构面 结合程度 结构类型 相应完整性 系数范围 组 数 平均间距 (m) 完 整 1 >1.0 结合好 整体状或 巨厚层状结构 >0.75 2 >2.0 较完整 1 1.0~0.5 结合一般 块状或 厚层状结构 0.75~0.55 2~3 2.0~1.0 较破碎 1~2 0.5~0.2 结合一般 中、薄层状结构 0.55~0.35 >3 0.6~0.4 结合好 镶嵌碎裂结构 破 碎 部分杂乱 无 序 >0.2 结合差 裂隙块状结构 0.35~0.15 <0.2 碎裂结构 松 散 多杂乱无章 <0.2或无法统计 结合很差 散体结构 <0.15 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 风化轻微带 风化颇重带 风化严重带 风化极严重带 一般特征 仅沿节理 裂隙风化 岩块夹岩屑、 矿物变质轻微 岩屑(20~30cm)夹岩块,矿物变质不重 碎屑状(2~3cm)砂 土、矿物大多数变质 钻探 取样 岩心段长度(cm) 30~100 10~50 10~15 很短 取心率(%) >85 40~75 30~40 难取 抗压 强度 干(Mpa) 117 106 变化不均 很低 湿(Mpa) 101 83 变化不均 很低 工程 评价 开挖方法 爆破 爆破 楸镐加风镐 楸镐 地 基 可做高坝坝基 只能做低坝 坝基 一般不能做 坝基 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 野 外 鉴 定 特 征 风化程度参考指标 岩石矿物颜色 结 构 破碎程度 坚硬程度 KR(压强比)=Rw/Rf Kv- 配套讲稿:
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