GB50218工程岩体分级标准.pdf

UDC GB 中华人民共和国国家标准 PGB5021820XX 工程岩体分级标准 Standard for engineering classification of rock masses （征求意见稿） 20X X -X-X 发布20X X -X-X 实施 中华人民共和国住房和城乡建设部 联合发布 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 前言 本规范是根据住房和城乡建设部“关于印发2011年工程建设标准规范制订、修 订计划的通知” （建标[2011]17号）和工程建设标准编写规定的要求，由长江水 利委员会长江科学院在工程岩体分级标准GB/T50218-94基础上修订完成的。 本规范共分 5 章 6 个附录，主要技术内容包括岩体基本质量的分级因素、岩体 基本质量分级及工程岩体级别的确定等。 本次修订的主要内容包括 （1）通过资料搜集与调研，总结了原标准颁布实施以来的工程应用实践、效果 以及在相关行业标准制订中的应用情况。 （2）针对原标准条款和条文说明内容，重点对条文说明中作为证据引用的其他 相关标准、规范及文献等进行了系统梳理和核实，以现行有效版本为原则，对部分 条款规定和条文说明的相关内容进行了补充和完善。 （3）对原标准中的岩体基本质量指标 BQ 计算公式，在原有样本数据基础上， 新增了 47 组样本数据，重新进行了回归分析，论证了 BQ 计算公式的有效性。 （4）针对岩石地基工程岩体承载力，结合不同岩体级别的 98 点现场载荷试验 资料，对不同工程岩体级别的承载力基本值进行了论证。 （5）关于岩体及结构面物理力学参数问题，经搜集与整理，结合国标关于岩体 基本质量的分级，筛选了 192 组现场岩体抗剪断试验样本资料、897 点现场岩体变形 试验样本资料及 350 组结构面抗剪断强度试验样本资料。依据筛选出的岩体现场试 验成果资料，对岩体及结构面强度参数的取值进行了论证与修订。 （6）增加了关于边坡工程岩体基本质量修正值的计算方法、边坡工程岩体级别 的划分以及边坡工程岩体自稳能力的确定等内容。 本规范由住房和城乡建设部负责管理， 水利部国际合作与科技司负责日常管理， 水利部水利水电规划设计总院负责具体技术内容的解释。 为不断提高规范质量，请各单位在执行本规范的过程中注意总结经验，积累资 料，将有关意见和建议反馈给水利部水利水电规划设计总院（地址北京市西城区 六铺炕北小街 2－1 号，邮政编码100120，E-mailjsbz ） ，以供今 后修订时参考。 本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人 主编单位长江水利委员会长江科学院 参编单位东北大学 总参工程兵第四设计研究院 中铁西南科学研究院有限公司 建设综合勘察研究设计院 长江勘测规划设计研究院 中国水电顾问集团成都勘测设计研究院 煤炭科学研究总院开采研究分院 中交第二公路勘察设计研究院有限公司 华北有色工程勘察院有限公司 主要起草人略 主要审查人略 目录 1 总则 2 术语、符号 2.1 术语 2.2 符号 3 岩体基本质量的分级因素 3.1 分级因素及其确定方法 3.2 岩体坚硬程度的定性划分 3.3 岩体完整程度的定性划分 3.4 定量指标的确定和划分 4 岩体基本质量分级 4.1 基本质量级别的确定 4.2 基本质量的定性特征和基本质量指标 5 工程岩体级别的确定 5.1 一般规定 5.2 地下工程岩体级别的确定 5.3 边坡工程岩体级别的确定 5.4 岩石地基工程岩体级别的确定 附录AKv、Jv测试的规定 附录 BRc、Is50测试的规定 附录 C岩体初始应力场评估 附录 D岩体及结构面物理力学参数 附录 E岩体基本质量指标的修正 附录 F工程岩体自稳能力 附录 G本标准用词说明 附录 H引用标准目录 附条文说明 - 1 - 1总则 1.0.1为建立统一的评价工程岩体稳定性的分级方法；为岩石工程建设的勘察、设 计、施工和编制定额提供必要的基本依据，制定本标准。 1.0.2本标准适用于各类型岩石工程的岩体分级。 1.0.3工程岩体分级，应采用定性与定量相结合的方法，并分两步进行，先确定岩 体基本质量，再结合具体工程的特点确定工程岩体级别。 1.0.4工程岩体分级所必需的地质调查和岩石试验，除应符合本标准外，尚应符合 有关现行国家标准的规定。 2术语、符号 2.1术语 2.1.1岩石工程 rock engineering 以岩体为工程建筑物地基或环境，并对岩体进行开挖或加固的工程，包括地下 工程和地面工程。 2.1.2工程岩体 engineering rock mass 岩石工程影响范围内的岩体，包括地下工程岩体、边坡工程岩体及岩石地基工 程岩体等。 2.1.3岩体基本质量 rock mass basic quality 岩体所固有的、影响工程岩体稳定性的最基本属性，岩体基本质量由岩石坚硬 程度和岩体完整程度所决定。 2.1.4结构面 structural plane discontinuity 岩体内开裂的和易开裂的面，如层面、节理、断层、片理等，又称不连续面。 2.1.5岩体完整性指数Kv岩体速度指数 intactness index of rock mass velocity index of rock mass 岩体弹性纵波速度与岩石弹性纵波速度之比的平方。 2.1.6岩体体积节理数Jvvolumetric joint count of rock mass - 2 - 单位岩体体积内的节理结构面数目。 2.1.7点荷载强度指数Is50point load strength index 直径 50mm 圆柱形试件径向加压时的点荷载强度。 2.1.8初始应力场 initial stress field 在自然条件下，由于受自重和构造运动作用，在岩体中形成的应力场，也称天 然应力场。 2.1.9工程岩体自稳能力 stand-up time of engineering rock mass 在不支护条件下，工程岩体不产生任何形式破坏的能力。 2.2符号 编号符号涵义 2.2.1γ岩石重力密度 2.2.2Rc岩石单轴饱和抗压强度 2.2.3Is50岩石点荷载强度指数 2.2.4E岩体变形模量 2.2.5v岩体泊松比 2.2.6φ岩体或结构面内摩擦角 2.2.7C岩体或结构面粘聚力 2.2.8Kv岩体完整性指数 2.2.9Jv岩体体积节理数 2.2.10K1地下水影响修正系数 2.2.11K2主要软弱结构面产状影响修正系数 2.2.12K 3初始应力状态影响修正系数 2.2.13K4边坡控制性结构面产状影响修正系数 2.2.14λ边坡控制性结构面类型与性状修正系数 2.2.15f0基岩承载力基本值 2.2.16η η η η基岩形态影响折减系数 2.2.17BQ岩体基本质量指标 2.2.18[BQ]岩体基本质量指标修正值 - 3 - 3岩体基本质量的分级因素 3.1分级因素及其确定方法 3.1.1岩体基本质量应由岩石坚硬程度和岩体完整程度两个因素确定。 3.1.2岩石坚硬程度和岩体完整程度，应采用定性划分和定量指标两种方法确定。 3.2岩石坚硬程度的定性划分 3.2.1岩石坚硬程度，应按表 3.2.1 进行定性划分。 表 3.2.1岩石坚硬程度的定性划分 名称定性鉴定代表性岩石 硬 质 石 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、钙质胶结的砂岩等 软 质 石 较软岩 锤击声不清脆，无回 弹，较易击碎； 浸水后， 指甲可刻出印 痕 1. 强风化的坚硬岩； 2. 弱风化的较坚硬岩； 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 - 4 - 3.2.2岩石坚硬程度定性划分时，其风化程度应按表 3.2.2 确定。 表 3.2.2岩石风化程度的划分 名称风化特征 未风化结构构造未变，岩质新鲜 微风化结构构造、矿物色泽基本未变，部分裂隙面有铁锰质渲染 弱风化结构构造部分破坏，矿物色泽较明显变化，裂隙面出现风化矿物或存在风 化夹层 强风化结构构造大部分破坏，矿物色泽明显变化，长石、云母等多风化成次生矿 物 全风化结构构造全部破坏，矿物成分除石英外，大部分风化成土状 3.3岩体完整程度的定性划分 3.3.1岩体完整程度，应按表 3.3.1 进行定性划分。 表 3.3.1岩体完整程度的定性划分 名称 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12＞1.0 结合好或 结合一般 节理、裂隙、层面 整体状或巨厚层状结 构 较完整 12＞1.0结合差 节理、裂隙、层面 块状或厚层状结构 231.00.4 结合好或 结合一般 块状结构 较破碎 231.00.4结合差 节理、裂隙、 层面、小断层 次块状或中厚层状结 构 ≥30.40.2 结合好镶嵌或碎裂结构 结合一般中、薄层状结构 破碎≥3 0.40.2结合差 各种类型结构面 镶嵌或碎裂结构 ≤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。 3.3.2结构面的结合程度，应根据结构面特征，按表 3.3.2 确定。 - 5 - 表 3.3.2结构面结合程度的划分 名称结构面特征 结合好 张开度小于 1 mm，无填充物； 张开度 13 mm，为硅质或铁质胶结； 张开度大于 3mm，结构面粗糙，为硅质胶体； 结合一般 张开度 13 mm，为钙质或泥质胶结； 张开度大于 3 mm，结构面粗糙，为铁质或钙质胶结 结合差 张开度 13mm；结构面平直，为泥质或泥质和钙质胶结； 张开度大于 3mm，多为泥质或屑质充填 结合很差泥质充填或泥夹岩屑充填，充填物厚度大于起伏差 3.4定量指标的确定和划分 3.4.1岩石坚硬程度的定量指标，应采用岩石单轴饱和抗压强度Rｃ。Rc 应采用实 测值。当无条件取得实测值时，也可采用实测的岩石点荷载强度指数IS50的换算值， 并按下式换算 0.75 50 22.82 cs RI（3.4.1） 3.4.2岩石单轴饱和抗压强度Rc与定性划分的岩石坚硬程度的对应关系，可按表 3.4.2 确定。 表 3.4.2Rc 与定性规划的岩石坚硬程度的对应关系 Rc（MPa）6060303015155≤5 坚硬程度 硬质岩软质岩 坚硬岩较坚硬岩较软岩软岩极软岩 3.4.3岩体完整程度的定量指标，应采用岩体完整性指数Kv。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，按表 3.4.3 确定对应的 Kv值。 表 3.4.3JV与 Kv对照表 Jv（条／m3）﹤331010202035≤35 K v＞0.750.750.550.550.350.350.15≤0.15 - 6 - 3.4.4岩体完整性指数Kv与定性划分的岩体完整程度的对应关系，可按表 3.4.4 确 定。 表 3.4.4Kv与定性划分的岩体完整程度的对应关系 KV＞0.750.750.550.750.550.350.15≤0.15 完整度完整较完整较破碎破碎极破碎 3.4.5定量指标 K v 、Jv 的测试应符合本标淮附录 A 的规定。 4岩体基本质量分级 4.1基本质量级别的确定 4.1.1岩体基本质量分级，应根据岩体基本质量的定性特征和岩体基本质量指标 BQ两者相结合，按表 4.1.1 确定。 表 4.1.1岩体基本质量分级 基本质 量级别 岩体基本质量的定性特征 岩体基本质 量指标BQ I坚硬岩，岩体完整550 II 坚硬岩，岩体较完整； 较坚硬岩，岩体完整 550 451 III 坚硬岩，岩体较破碎； 较坚硬岩或软硬岩互层，岩体较完整； 较软岩，岩体完整 450 351 IV 坚硬岩，岩体破碎； 较坚硬岩，岩体较破碎破碎； 较软岩或软硬岩互层，且以软岩为主，岩体较完整较破碎； 软岩，岩体完整～较完整 350251 V 较软岩，岩体破碎； 软岩，岩体较破碎破碎； 全部极软岩及全部极破碎岩 ≤250 4.1.2当根据基本质量定性特征和基本质量指标BQ确定的级别不一致时，应通过 对定性划分和定量指标的综合分析，确定岩体基本质量级别。 - 7 - 4.2基本质量的定性特征和基本质量指标 4.2.1岩体基本质量的定性特征,应由表 3.2.1 和表 3.3.1 所确定的岩石坚硬程度和岩 体完整程度组合确定。 4.2.2岩体基本质量指标BQ，应根据分级因素的定量指标Rc的兆帕数值和Kv，按 下式计算 BQ903Rc250Kv4.2.2 注使用 4.2.2式时，应遵守下列限制条件 ①当Rc 90Kv30 时，应以Rc 90Kv30 和Kv代入计算 BQ 值。 ②当Kv 0.04Rc0.4 时，应以Kc0.04Rc0.4 和Rc代入计算 BQ 值。 5工程岩体级别的确定 5.1一般规定 5.1.1对工程岩体进行初步定级时， 宜按表 4.1.1 规定的岩体基本质量级别作为岩体 级别。 5.1.2对工程岩体进行详细定级时，应在岩体基本质量分级的基础上，结合不同类 型工程的特点，考虑地下水状态、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必要的修正因素，确定各类工程岩体基本质量指标修 正值。 5.1.3岩体初始应力状态，当无实测资料时，可根据工程埋深或开挖深度、地形地 貌、地质构造运动史、主要构造线和开挖过程中出现的岩爆、岩芯饼化等特殊地质 现象，按本标准附录 C 作出评估。 5.1.4当岩体的膨胀性、易溶性以及相对于工程范围，规模较大、贯通性较好的软 弱结构面成为影响岩体稳定性的主要因素时，应考虑这些因素对工程岩体级别的影 响。 5.1.5岩体初步定级时， 岩体物理力学参数及结构面抗剪断峰值强度参数应根据地质 单元的地质代表性和对工程稳定性的要求，按本标准附录 D 中表 D.0.1 和 D.0.2 的值 - 8 - 进行折减后确定。 5.2地下工程岩体级别的确定 5.2.1地下工程岩体详细定级时，如遇有下列情况之一时，应对岩体基本质量指标 BQ进行修正，并以修正后的值按表 4.1.1 确定岩体级别。 5.2.1.1有地下水； 5.2.1.2岩体稳定性受软弱结构面影响，且由一组起控制作用； 5.2.1.3存在本标准附录 C 表 C.0.1 所列高初始应力现象。 5.2.2地下工程岩体基本质量指标修正值 [BQ]，可按附录 E 中 E.0.1 规定计算。 5.2.3对跨度等于或小于 20m 的地下工程，当已确定级别的岩体，其实际的自稳能 力，与本标准附录 F 表 F.0.1 中相应级别的自稳能力不相符时，应对岩体级别作相应 调整。 5.2.4对大型的或特殊的地下工程岩体，除应按本标准确定基本质量级别外，详细 定级时，尚可采用其它有关标准方法，进行对比分析，综合确定岩体级别。 5.3边坡工程岩体级别的确定 5.3.1边坡工程岩体定级，主要针对具有普遍性的各类岩石边坡工程。这类岩石边 坡工程坡高一般在数十米以下。对于超高边坡，岩体的工程质量级别，可在岩体质 量评价基础上，对坡高进行修正，或结合工程进行专门论证，综合确定。 5.3.2岩石边坡工程详细定级时，应针对边坡控制性结构面类型、性状及结构面产 装与边坡面间的关系等因素影响，对岩体基本质量指标（BQ）进行修正，并以修正 后的值按表 4.1.1 确定岩体的级别。 5.3.3边坡工程岩体基本质量指标修正值[BQ]，可按附录 E 中 E.0.2 规定计算。 5.3.4对高度等于或小于 60m 的岩石边坡工程，当已确定级别的岩体，其实际的自 稳能力，与本标准附录 F 表 F.0.2 中相应级别的自稳能力不相符时，应补充论证，综 合确定岩体级别。 5.4岩石地基工程岩体级别的确定 5.4.1岩石地基工程岩体应按表 4.1.1 规定的基本质量级别定级。 5.4.2地基岩体基岩承载力可按下列规定确定 - 9 - 5.4.2.1各级岩体基岩承载力基本值f0可按表 5.3.2-1 确定。 表 5.4.2-1基岩承载力基本值f0 岩体级别IIIIIIIVV f0kPa700070004000400020002000 500＜500 5.4.2.2考虑基岩形态影响时，基岩承载力基本值 0 f可按下式确定。 0 0 ffη5.2.6 5.4.2.3基岩形态影响折减系数η，可按表 5.4.2-2 选用。 表 5.4.2-2基岩形态影响折减系数η 基岩形态平坦型反坡型顺坡型台阶型 岩面坡度01010201020台阶高度26.5 602.5330.22 2 坚硬较坚硬岩，结合一般； 较软岩，结合好 37290.220.12 3 坚硬较坚硬岩，结合差； 较软岩软岩，结合一般 29190.120.08 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 19130.080.05 5 较坚硬岩及全部软质岩，结合很差； 软质岩泥化层本身 0.5； 出水量Q（L/min10m） ，125 0.10.20.20.30.40.60.70.91.0 表 E.0.1-2地下洞室主要软弱结构面产状影响修正系数 K2 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 3075 结构面走向与洞 轴线夹角＞60结构面倾角 ＞75 其他组合 K20.40.600.20.20.4 - 16 - 表 E.0.1-3初始应力状态影响修正系数 K3 BQ K3 初始应力状态 ＞550550451450351350251≤250 极高应力区1.01.01.01.51.01.51.0 高应力区0.50.50.50.51.00.51.0 E.0.2边坡工程岩体基本质量指标修正值 [BQ]，可按下式计算 [BQ] BQ – 100 λK4（E.0.2） 式中〔BQ〕岩体基本质量指标修正值； BQ 岩体基本质量指标； λ 边坡控制性结构面类型与性状修正系数； K4边坡控制性结构面产状影响修正系数。 λ、K4值，可分别按表 D.02.1-1、D.02.1-2 确定。在表 D.02.1-2 中，F1为反映 结构面倾向与边坡倾向间关系的系数；F2为与结构面倾角相关的系数；F3为反映边 坡倾角与结构面倾角关系的系数；结构面影响修正系数K4为F1、F2及F3三者乘积。 表 E.0.2-1结构面类型与性状修正系数 修正系数λ结构面类型与性状 1.0断层、夹泥层 0.9∼0.8层面、贯通裂隙 0.7节理 - 17 - 表 E.0.2-2岩体边坡主要结构面方位修正 序号 条件与 修正系数 破坏 机制 影响程度划分 非常 有利 有利一般不利 非常 不利 1 sj ββ− P＞3030∼2020∼1010∼5＜5 ο 180−− sj ββT＞3030∼2020∼1010∼5＜5 F1P，T0.150.400.700.851.0 2 j α P＜2020∼3030∼3535∼45＞45 F2P0.150.400.700.851.0 F2T1.01.01.01.01.0 3 sj αα−P＞1010∼000∼-10＜-10 sj ααT＜110 110 ∼120 ＞120 F3P，T00.31.252.53.0 注P滑动破坏；T倾倒破坏；βj结构面倾向；βs边坡倾向；αj结构面倾角；αs边坡倾角。 - 18 - 附录 F工程岩体自稳能力 F.0.1地下工程岩体自稳能力，应按表F.0.1 确定。 表 F.0.1地下工程岩体自稳能力 岩体级别自稳能力 Ⅰ跨度≤20 m。可长期稳定，偶尔有掉块，无塌方 Ⅱ 跨度 1020m,可基本稳定，局部可发生掉块或小塌方； 跨度＜10m,可长期稳定，偶尔掉块 Ⅲ 跨度 1020m，可稳定数日1 月，可发生小中塌方； 跨度 510m，可稳定数月，可发生局部体块位移及小中塌方； 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 注 ①小塌方塌方高度100m3 F.0.2边坡工程岩体自稳能力，应按表F.0.2 确定。 表 F.0.1边坡工程岩体自稳能力 岩体级别自稳能力 Ⅰ高度≤60 m, 稳定，偶尔有掉块 Ⅱ 高度 4060m, 可基本稳定，局部可发生楔形体破坏； 高度＜40m, 稳定，偶尔有掉块 Ⅲ 高度 2040m，基本稳定，可发生由不连续面及岩体组成的平面或楔形体破坏 高度＜20m, 稳定，局部可发生楔形体破坏 Ⅳ 高度 1525m，基本稳定，可发生由不连续面及岩体组成的平面或大楔形体破 坏 高度＜15m, 稳定，局部可发生楔形体破坏 Ⅴ坡高＞8m，不稳定，可发生平面或类似土体破坏 - 19 - 附录 G本标准用词说明 I.0.1为便于在执行比本标准时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下 （1）表述很严格，非这样做不可的 正面词采用“必须” ； 反面词采用“严禁” 。 （2）表述严格，在正常情况下均应这样做的 正面词采用“应” ； 反面词采用“不应”或“不得” 。 （3）表述允许稍有选择，在条件许可时首先应该这样做的 正面词采用“宜”或“可” ； 反面词采用“不宜” 。 I.0.2条文中指定应按其它有关标准、规范执行时，写法为“应符合的规定” ，或 “应按执行” 。 - 20 - 附录 H引用标准名录 [1] 工程岩体分级标准 （GB 50218-94） [2] 岩土工程勘察规范（GB50021-2001） [3] 铁路工程地质技术规范（TB10012-2007） [4] 锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086-2001） [5] 水力发电工程地质勘察规范（GB 50287-2006） [6] 水利水电工程地质勘察规范（GB50487-2008 [7] 军队地下工程勘测规范（GJB2813-1997） [8] 铁道隧洞设计规范（TB 10003-2005） [9] 火力发电工程地质测绘技术规定（DL/T 5104-1999） [10] 水利水电工程地质测绘规定（SL299-2004） [11] 工程岩体试验方法标准（GB/T 50266-99） [12] 水利水电工程岩石试验规程（SL 264-2001） [13] 铁路工程岩石试验规程（TB 10115-98） [14] 建筑地基基础设计规范（GB5007-2002） [15] 公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ D63-2007） [16] 铁道隧洞设计规范（TB10003-2005） [17] 水工隧洞设计规范（DL/T5195-2004） [18] 水利水电工程边坡工程技术勘察规程（DL/T 5337-2006） [19] 建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002） [20] 德国地基规范DIN-1054 [21] 英国标准实用规范基础工程BS8004, 1986 中华人民共和国国家标准 工 程 岩 体 分 级 标 准 GB 50218- 条 文 说 明 - 1 - 1总则 1.0.1随着国家现代化建设事业的发展，水利水电、铁道、交通、矿山、工业与民 用建筑、国防等工程中，各种类型、不同用途的岩石工程日益增多。在工程建设的 各阶段规划、勘察、设计和施工中，正确地对岩体的质量和稳定性作出评价，具有 十分重要的意义。质量高、稳定性好的岩体，不需要或只需要很少的加固支护措施， 并且施工安全、简便；质量差、稳定性不好的岩体，需要复杂、昂贵的加固支护等 处理措施，常常在施工中带来预想不到的复杂情况。正确、及时地对工程建设涉及 到的岩体稳定性作出评价，是经济合理地进行岩体开挖和加固支护设计、快速安全 施工，以及建筑物安全运行必不可少的条件。 针对不同类型岩石工程的特点，根据影响岩体稳定性的各种地质条件和岩石物 理力学特性，将工程岩体分成稳定程度不同的若干级别一般称之为岩石分类或工程 岩体分类，本标准称工程岩体分级，以此为标尺作为评价岩体稳定的依据，是岩体 稳定性评价的一种简易快速的方法。工程岩体分级既是对岩体复杂的性质与状况的 分解，又是对性质与状况相近岩体的归并，由此区分出不同的岩体质量等级。 由于岩体分级方法是建立在以往工程实践经验和大量岩石力学试验基础上的， 只需进行少量简易的地质勘察和岩石力学试验就能据以确定岩体级别，作出岩体稳 定性评价，给出相应的物理力学参数，为加固措施提供参考数据，从而可以在大量 减少勘察、试验工作量，缩短前期工作时间的情况下，获得这些岩石工程建设的勘 察、设计和施工不可少的基本依据，并可在进一步总结实际运用经验的基础上，为 制定各种岩石工程施工定额提供依据。 本标淮所说的稳定性，是指在工程服务期间，工程岩体不发生破坏或有碍使用 的大变形。 考虑到需要区分的是稳定程度的不同，具有量的差别，是有序的；“分类”一词 通常指的是属性不同的类型的区分，如按地质成因岩石可分为岩浆岩、沉积岩、变 质岩等，是无序的。而“级”是“等级”的意思，有量的概念，一般将有“量”的划分称为 “分级”，因此，本标准采用“分级”一词，而不用以往比较流行的“分类”一词。 此外，本标准采用“工程岩体”一词，旨在明确指出其对象是与岩石工程有关的 岩体， 是工程结构的一部分， 共同承受荷载， 是工程整体稳定性评价的对象。 至于“岩 - 2 - 石”一词， 一般多指小块的岩石或岩块， 而建设工程总是以一定范围的岩体并不是小 块岩石为其地基或环境的。 只是由于习惯上多称这类工程为“岩石工程”， “岩体工程” 的提法少见，故本标准仍采用“岩石工程”一词。 1.0.2本标准适用于各类型岩石工程，如矿井、巷道，水工、铁路和公路隧洞，地 下厂房、地下采场、地下仓库等各种地下洞室工程；坝肩、船闸、渠道、露天矿、 路堑、码头等各类地面岩石开挖形成的岩石边坡，以及闸坝、桥梁、港口、工业与 民用建筑物的岩石地基工程。 由于工程建设各阶段的地质勘察、岩石力学试验的工作深度和数量不同，据以 确定的工程岩体级别的代表性和准确性也不同。随着设计阶段的深人，获得更多的 勘察、试验资料，重复使用本标准，逐步缩小划分单元，使定级的代表性和准确性 提高。对于某些大型或重要工程，在施工阶段，还可进一步用实际揭露的岩体情况 检验、修正已定的岩体级别。 本标准属于国家标准第二层次的通用标准，适用于各部门、各行业的岩石工程。 考虑到岩石工程建设和使用的行业特点，各部门还可根据自己的经验和实际需要， 在本标准的基础上进一步作出详细规定，制定行业的工程岩体分级标准。 1.0.3国内外现有的各种岩体分级方法，或是定性或是定量，或是定性与定量相结 合的方法，且多以前两种方法为主。定性分级，是在现场对影响岩体质量的诸因素 进行鉴别、判断，或对某些指标作出评判、打分，可从全局上去把握，充分利用工 程实践经验。但这一方法经验的成份较大，有一定人为因素和不确定性。定量分级， 是依据对岩体或岩石性质进行测试的数据，经计算获得岩体质量指标，能够建立确 定的量的概念。但由于岩体性质和存在条件十分复杂，分级时仅用少数参数和某个 数学公式难于全面、准确地概括所有情况，实际工作中测试数量总是有限的，抽样 的代表性也受操作者的经验所局限。本标准采用定性与定量相结合的分级方法，在 分级过程中，定性与定量同时进行并对比检验，最后综合评定级别。这样可以提高 分级方法的准确性和可靠性。 由于各种类型工程岩体的受力状态不同，形成多种多样的破坏形式，它们的稳定 标准是不同的。即使对于同一类型岩石工程如地下工程，由于各行业各部门运用条 件上的差异，对岩体稳定性的要求也有很大差别如地下发电厂与矿山回采巷道，而 - 3 - 且各部门的勘察、设计、施工以及与施工技术有密切关系的加固或支护措施，都有自 己的一套专门要求和做法。 为了编制一个统一的，各行业都能适用的工程岩体分级的通用标准，总结分析 现有众多的分级方法，以及大量的岩石工程实践和岩石力学试验研究成果，按照共 性提升的原则，将其中决定各类型工程岩体质量和稳定性的基本的共性抽出来，这 就是只考虑岩石作为材料时的属性岩石坚硬程度，和考虑岩石作为地质体而存在 的属性岩体完整程度，将它们作为衡量各种类型工程岩体稳定性高低的基本尺度， 作为岩体分级的基本因素。 至于其它影响岩体质量和稳定性的属性，以及岩体存在的环境条件影响，如结构 面的方向和组合、岩体初始应力、地下水状态等等，它们对不同类型岩石工程影响的 程度各不相同，也与行业的要求有关，体现了各工程类型和行业的特殊性。所以，所 有这些其它因素可以作为考虑各类型工程岩体个性的修正因素，用以为各具体类型的 工程岩体作进一步的定级。 因此， 本标准规定了分两步进行的工程岩体分级方法 首先将由岩石坚硬程度和 岩体完整程度这两个因素所决定的工程岩体性质，定义为“岩体基本质量”，据此为 工程岩体进行初步定级；然后针对各类型工程岩体的特点，分别考虑其它影响因素， 对已经给出的岩体基本质量进行修正，对各类型工程岩体作详细定级。由此形成一 个各类型岩石工程，各行业都能接受、都适用的分级标淮。 - 4 - 3岩体基本质量的分级因素 3.1分级因素及其确定方法 3.1.1本标准在确定分级因素及其指标时，采取了两种方法平行进行，以便互相校 核和检验，提高分级因素选择的准确性和可靠性。一种是从地质条件和岩石力学的 角度分析影响岩体稳定性的主要因素，据以确定分级因素并总结国内外实践经验， 综合分析选取分级因素的定量指标；另一种是采用了统计分析方法，研究我国各部 门多年积累的大量测试数据，从中寻找符合统计规律的最佳分级因素。 岩体稳定的因素是多种多样的，主要是岩体的物理力学性质、构造发育情况、 承受的荷载工程荷载和初始应力、 应力变形状态、 几何边界条件、 水的赋存状态等。 这些因素中，只有岩体的物理力学性质和构造发育情况是独立于各种工程类型的， 反映了岩体的基本特性。在岩体的各项物理力学性质中，对稳定性关系最大的是岩 石坚硬程度。岩体的构造发育状况，体现了岩体是地质体的基本属性，岩体的不连 续性及不完整性是这一属性的集中反映。这两者是各种类型岩石工程的共性，对各 种类型工程岩体的稳定性都是重要的，是控制性的。这样，岩体基本质量分级的因 素，应当是岩石坚硬程度和岩体完整程度。 至于岩石风化，虽然也是影响工程岩体质量和稳定性的重要因素，但是风化作用 对工程岩体特性的影响，一方面是使岩石疏软以至松散，物理力学性质变坏，另一方 面是使岩体中裂隙增多，这些已分别在岩石坚硬程度和岩体完整程度中得到反映，所 以本标准没有把风化程度作为一个独立的分级因素。 为了应用聚类分析、 相关分析等统计方法， 根据工程实践经验来研究选取分级因 素，收集了来自各部门、各工程的 460 组实测数据，从中遴选了包括岩石单轴饱和 抗压强度Rc、点荷载强度IS、岩石弹性纵波速度Vpr、岩体弹性纵波速度Vpm、 重力密度γ、埋深H、平均节理间距dp或 RQD等七项测试指标，岩体完整性指 数Kv、 应力强度比γH/ Rc二项复合变量作为子样。 对同一工程且岩体性质相同的各 区段，以其测试结果的平均值作为统计子样。这样，最终选定的抽样总体来自各部门 的 103 个工程，其中来自国防 21 个、铁道 13 个、水电 24 个、冶金和有色金属 30 个、 煤炭 8 个、人防 1 个和建筑部门 6 个。经过对抽样总体的相关分析、聚类分析和可靠 - 5 - 性分析之后，确定岩体基本质量指标的因素的参数是Rc、Kv、与γ。在这四项参数中， 经进一步分析，γ值绝大多数在 23～ 28kN / m3之间变动，对岩体质量的影响不敏感， 可反映在公式的常数项中；而Kv与 dp在一定意义上同属反映岩体完整性的参数，考 虑到KV公式中的方差贡献大于 dp，并考虑国内使用的广泛性与简化公式的需要，仅 选用 Kv。这样，最终确定以 Rc和 Kv为定量评定岩体基本质量的分级因素。这与根据 地质条件和岩石力学综合分析的结果是一致的。 3.1.2根据定性与定量相结合的原则，岩体基本质量的两个分级因素应当同时采用 定性划分和定量指标两种方法确定，并相互对比。 分级因素定性划分依据工程地质勘察中对岩体石性质和状态的定性描述， 需要 在勘察过程中，对这两个分级因素的一些要素认真观察和记录。这些资料由于获取 方法直观，简便易行，有经验的工程人员易于对此进行鉴定和划分。 分级因素的定量指标是通过现场原位测试或取样室内试验取得的，这些测试和 试验简单易行，一般工程条件下都可以进行。 在某些情况下，如果进行规定的测试 和试验有困难，还可以采用代用测试和试验方法，经过换算求得所需的分级因素定 量指标。 对于定性划分出的各档次， 给出了相应的定量指标范围值， 以便使定性划分和定 量指标两种方法确定的分级因素可以相互对比。 3.2岩石坚硬程度的定性划分 3.2.1岩石坚硬程度的确定，主要应考虑岩石的成分、结构及其成因，还应考虑岩石 受风化作用的程度，以及岩石受水作用后的软化、吸水反应情况。为了便于现场勘察 时直观地鉴别岩石坚硬程度，在“定性鉴定”中规定了用锤击难易、回弹程度、手触感 觉和吸水反应等行之有效、简单易行的方法。 在本条表 3.2.1 中， 规定了用“定性鉴定”和“代表性岩石”这两者作为定性评价岩石 坚硬程度的依据。在作定性划分时，应注意作综合评价，在相互检验中确定坚硬程度 并定名。 在确定岩石坚硬程度的划分档数时，考虑到划分过粗不能满足不同岩石工程