岩石的分类和鉴定

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1、岩石的分类和鉴定1.1 按强度1.1.1 岩土工程勘察规范（GB50021-2001）、公路桥涵地基与基础设计规范（JTG063-2007）按岩石单轴饱和抗压强度划分如表1.1-1。表1.1-1坚硬程度坚硬岩较硬岩较软岩软岩极软岩（MPa）606030301515551.1.2 公路隧道设计规范（JTGD70-2004）按岩石单轴饱和抗压强度Rc划分如表1.1-2。表1.1-2坚硬程度坚硬岩较坚硬岩较软岩软岩极软岩Rc（MPa）606030301515551.1.3 公路工程地质勘察规范（JTJ064-98）、公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）（已作废，以下简称“老”）按饱和单轴

2、极限抗压强度Ra划分如表1.1-3。表1.1-3岩石类别硬质岩石软质岩石极软岩石Ra（MPa）305302.52.51.251.250.850.850.420.75 不软化岩石KR0.75 软化岩石1.2 按风化程度1.2.1 风化系数Kf ：风化岩石单轴饱和抗压强度与新鲜岩石单轴饱和抗压强度的比值。其划分情况如表1.2-1。表1.2-1风 化 程 度全风化强风化中等风化微风化未风化公路桥涵地基与基础设计规范岩土工程勘察规范0.40.40.80.80.90.91.0公路桥涵地基与基础设计规范（老）0.81.2.2 风化系数f ：建筑岩土工程勘察基本术语标准（JGJ84-92）定义为新鲜岩石超声

3、波波速和风化岩石超声波波速之差与新鲜岩石超声波波速之比值，即： f =（Vp新- Vp风）/ Vp新f值与风化程度对应的关系如表1.2-2。表1.2-2风化程度强风化中风化微风化未风化f0.50.50.250.250.10.11.2.3 波速比Kv：风化岩石与新鲜岩石压缩波速度之比，其对应关系如表1.2-3。表1.2-3风化程度残积土全风化强风化中等风化微风化未风化公路桥涵地基与基础设计规范5.04.01.2.5 坚固度：岩体的动弹性模量与该岩体的岩石试件的动弹性模量的比值。建筑岩土工程勘察基本术语标准划分如表1.2-5。表1.2-5风化程度全风化的强风化的半风化的微风化的新鲜的坚固度0.75

4、1.3 按结构1.3.1 完整性系数Kv：岩体压缩波（即纵坡/疏密波/P波）波速与岩块压缩波波速之比的平方，即： 岩土工程勘察规范、公路隧道设计规范、公路桥涵地基与基础设计规范、贵州建筑岩土工程技术规范（DB22/46-2004）KV指数与完整性划分如表1.3-1。表1.3-1完整程度完整较完整较破碎破碎极破碎Kv0.750.750.550.550.350.350.150.750.750.4550004000500030004000200030004500) *(35004500)(25003500)(15002500)(1500)*：括号内波速值为软质岩石的岩体波速Vp值。1.3.3 公路勘

5、察中曾用裂隙系数L判定岩体完整程度，计算公式如下，划分情况如表1.3-4所示。 表1.3-4完整程度极好良好一般破碎极破碎L 0.81.3.4 公路桥涵地基与基础设计规范中岩体节理发育程度分类如表1.3-5。表1.3-5完整程度节理不发育节理发育节理很发育节理间距(mm)40020040020200公路桥涵地基与基础设计规范(老)岩石破碎程度划分：大块状 岩体多数分割成40cm以上岩块 碎块状 岩体多数分割成2040cm以上岩块 碎石状 岩体多数分割成220cm以上岩块1.3.5 公路隧道设计规范用岩体体积节理数Jv（条/m3）定性确定岩体完整程度，其与Kv对应关系如表1.3-6。表1.3-6

6、完整程度完整较完整较破碎破碎极破碎Kv0.750.750.550.550.350.350.150.15Jv（条/m3）351.3.6 公路工程地质勘察规范将围岩节理发育程度分为四级，即节理不发育、节理较发育、节理发育和节理很发育。其基本特征详见该规范P212表G.0.2-3。1.3.7 岩石质量指标RQD：岩土工程勘察规范、公路工程地质勘察规范和贵州建筑岩土工程技术规范都有以RQD值作为岩体质量组合评价因素之一，其具体划分如表1.3-7。表1.3-7岩体完整程度好的/完整较好的/较完整较差的/较破碎差的/破碎极差的/极破碎RQD值（%）9075905075255090Kv+30时，应以Rc =

7、 90Kv+30和Kv代入计算BQ值；当Kv 0.04Rc + 0.04时，应以Kv = 0.04Rc+ 0.04和Rc代入计算BQ值。围岩基本质量指标修正值： BQ=BQ100(k1+k2+k3)式中：k1 地下水影响修正系数（见表1.3-8） k2 软弱结构面主要产状修正系数（见表1.3-9） k3 初始应力状态修正系数（见表1.3-10）当无表中所示情况时，修正系数取零。表1.3-8 BQ地下水状态450450351350251250潮湿或点滴状出水 MPa00.10.20.30.40.6淋雨状或涌流状出水，水压0.1MPa或单位出水量0.1MPa或单位出水量10 L/min.m0.20

8、.40.60.70.91.0表1.3-9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60，结构面倾角75其它组合K20.40.600.20.20.4表1.3-10 BQ初始应力状态*550550451450351350251250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* 据岩体（围岩）钻探和开挖过程中出现的主要现象，如岩芯饼化或岩爆现象，可按表1.3-11评估围岩的应力情况。表1.3-11应力情况主 要 现 象Rc / max极高应力区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

9、 软质岩：岩芯常有饼化现象，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，不易成洞550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550451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层，岩体较完整，块状体或中厚层结构450351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，中薄层状结构350251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 较软岩，岩体破碎； 软岩，岩体

10、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至硬塑的粘性土及稍湿至潮湿的碎石土、卵石土、园砾、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 软塑状粘性土及潮湿、饱和粉细砂层、软土等注： 本表不适用于特殊条件的围岩分级，如膨胀性围岩、多年冻土等。 当根据岩体基本质量定性划分与BQ值确定的级别不一致时，应重新审查定性特征和定量指标计算参数的可靠性，并对它们重新观察、测试。1.3.9公路隧道各级围岩自稳能力判断见表1.3-13。表1.3-13围岩级别自 稳 能 力跨度20m，可长期稳定，偶有掉块、无塌方跨度1020m，可基本稳定，局部可发生掉

11、块或小塌方；跨度10m，可长期稳定，偶有掉块跨度1020m，可稳定数日一个月，可发生小中塌方；跨度510m，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；跨度小于5m，可稳定数日1个月无自稳能力，跨度5m或更小时，可稳定数日无自稳能力注： 小塌方：塌方高度3m，或塌方体积30m3； 中塌方：塌方高度36m，或塌方体积30100m3； 大塌方：塌方高度6m，或塌方体积100m3。1.4 岩石地基承载力及公路隧道围岩分级1.4.1 公

12、路桥涵地基与基础设计规范：岩石地基承载力基本容许值f0（kPa）见表1.4-1。表1.4-1节理发育程度节理不发育(节理间距400)节理发育(200400)节理很发育(20200)mm坚硬岩、较硬岩30003000200020001500较软岩30001500150010001000800软岩120010001000800800500极软岩500400400300300200公路桥涵地基与基础设计规范(老)岩石的容许承载力0(kPa)如表1.4-2。表1.4-2岩 类碎 石 状碎 块 状大 块 状硬质岩()15002000200030004000软质岩()8001200100015001500

13、3000极软岩()400800600100080012001.4.2 铁路工程地质勘察规范（TB10012-2001）岩石地基基本承载力0（kPa）/（岩石地基极限承载力Pu，kPa）见表1.4-3。表1.4-3节理发育程度节理很发育节理发育节理不发育或较发育节理间距(cm)220204040岩石类别硬质岩(Rc30MPa)15002000(45006000)20003000(60009000)3000(9000)较软岩(Rc=1530MPa)8001000(24003000)10001500(30004500)15003000(45009000)软岩(Rc=515MPa)500800(125

14、02400)7001000(21003000)9001200(27003600)极软岩(Rc 5MPa)200300(500750)300400(7501000)400500(10001250)1.4.3 建筑地基基础设计规范取消了有关承载力表的条文和附录，要求“勘察单位应根据试验和地区经验确定地基承载力等设计参数”。以下按已作废的建筑地基基础设计规范（GBJ7-89）附录五表5-1列出岩石承载力标准值(，kPa)见表1.4-4。表1.4-4风化程度强风化中等风化微风化硬质岩石5001000150025004000软质岩石2005007001200150020001.4.4 贵州建筑地基基础设

15、计规范（DB22/45-2004）岩石地基承载力特征值(kPa)见表1.4-5。表1.4-5风化程度强风化（破碎）中等风化（较破碎）微风化（完整）*硬质岩石7502000200060006000软质岩石220750750220022005000极软质岩石1803003007507502200*：取用大于4000kPa时，应由试验确定。软硬夹层或互层时，据贵州建筑岩土工程技术规范承载力确定： 当岩层产状水平或缓倾斜时： a. 基础直接置于软质岩上，按软质岩承载力确定。 b. 基础直接置于硬质岩土，可根据基础类型和硬质岩石夹软质岩石在基底下厚度，按表1.4-6确定。表1.4-6基础类型基底硬质岩石

16、厚度H（m）承载力确定方法扩展式独立基础H/B 1.5硬质岩石承载力H/B =1.01.4硬质岩石承载力的8090%H/B =0.50.9硬质岩石承载力的5060%桩墩式基础H/D 3.0硬质岩石承载力H/D =2.02.9硬质岩石承载力的8090%H/D =1.01.9硬质岩石承载力的5060%条形基础H/B 3.0硬质岩石承载力H/B =2.02.9硬质岩石承载力的8090%H/B =1.01.9硬质岩石承载力的5060%注：B扩展式或条形基础的宽度（m） D桩墩式基础的基底直径(m) 当岩层产状陡倾斜或直立时，按下式计算确定： faz =faR+k(fay-faR)式中： faz 软硬互

17、层岩组的承载力特征值综合值 faR 软质岩的承载力特征值 fay 硬质岩的承载力特征值 k 硬层在夹层或互层综合承载力中的贡献率 k =hy ()/1() 式中： n 软岩层的承载力比值 n= fay / faR hy 硬层的厚度比hy =dy / dy 硬层厚度 硬层与软层的总厚度上列faz 计算式使用条件： an 2； b基础底面应力范围内无临空面； c基础跨越且尺寸大于夹层或互层中单层的平面出露宽度三倍以上。1.4.5 重庆市工程地质勘察规范（DBJ50-043-2005）：岩质地基极限承载力标准如表1.4-7。表1.4-7岩石类别极破碎(极不完整)破碎(不完整)较破碎(较不完整)较完整

18、完整坚硬岩及较硬岩8001200120018001800360036009600960012000较软岩5008002001200120018001800360036009600软岩50080080012001200180018003600极软岩5008008001200120018001.4.6 表1.4.1表1.4.7列出的岩质地基承载力标准值只适用于工程预估和安全等级为三级的工程。在未进行载荷试验的情况下，岩石饱和单轴抗压强度标准值应根据下式计算。 式中：岩石饱和单轴抗压强度标准值(kPa) 岩石饱和单轴抗压强度平均值(kPa) 第i个岩样饱和单轴抗压强度试验值 统计修正系数 fr变异系

19、数 = fr/frm n试样个数 （即标准差）变异性指标分类按表1.4-8。表1.4-8变异系数（） 0.10.10.20.20.30.30.4 0.4变异性很低低中等高很高1.4.6.1 岩土工程勘察规范和建筑地基基础设计规范对完整、较完整和较破碎的岩石地基承载力特征值（）： 式中： 折减系数 完整岩体取0.5 较完整岩体取0.20.5 较破碎岩体取0.10.2上式中的折减系数，与建筑桩基技术规范（JGJ94-94）中嵌岩端承桩嵌岩深径比=0时的端阻修正系数大体对应，即微风化岩石取0.5，中等风化岩石取0.45；在公路桥涵地基与基础设计规范中，与支承在基岩上或嵌入基岩内的钻挖孔桩单桩轴向受压

20、容许承载力计算公式中的C1系数大体对应，即对于中风化岩体，其取值为0.30.45。1.4.6.2 重庆市工程地质勘察规范当岩体完整、较完整和较破碎时，岩质地基极限承载力标准值可由岩石抗压强度标准值乘以地基条件系数确定：岩体完整：地基条件系数取1.61.2（坚硬岩与较硬岩取小值）；岩体较完整：地基条件系数取1.20.85；岩体较破碎：地基条件系数取0.850.55；地基条件系数是由岩体完整性决定的折减系数和因空间条件不同决定的增大系数的一个综合系数。该规范认为，1.4.6条中统计修正系数计算公式只适用于风险概率=0.05、变异系数0.3时的情况。当变异系数大于0.3时，应查明误差过大的原因，必要

21、时应增加式样数量或重新划分统计单元；当变异系数大于0.4时，统计修正系数可按经验取值。风险概率应根据工程安全系数取值如表1.4-9。表1.4-9工程安全等级风险概率置信概率Ps一级0.0250.975二级0.0500.950三级0.1000.900某一风险概率的统计修正系数： ta概率系数，如表1.4-10。表1.4-10（Ps）（Ps）（Ps）n-10.050(0.950)0.025(0.975)n-10.050(0.950)0.025(0.975)n-10.050(0.950)0.025(0.975)16.3112.71131.772.16251.712.0622.924.30141.76

22、2.14261.712.0632.353.18151.752.13271.702.0542.132.78161.752.12281.702.0552.022.57171.742.11291.702.0561.942.45181.732.10301.702.0471.902.37191.722.09401.682.0281.862.30201.722.09601.672.0091.832.26211.722.08801.661.98101.812.23221.722.071001.661.98111.802.20231.712.071201.661.98121.782.18241.712.061

23、.651.941.4.7 公路隧道围岩分级公路隧道设计规范各级围岩的物理力学指标标准值如表1.4-11。表1.4-11围岩级别重度(kN/m3)弹性抗力系数k(MPa/m)变形模量E（GPa）泊松比内摩擦角()粘聚力CMPa计算摩擦角*c()26281800280033602.17825271200180020330.20.2550601.52.17078232550012006200.250.339500.71.5607020232005001.360.30.3527390.20.750601720100200120.350.4520270.050.240501517 10010.40.5

24、201.0公路工程地质勘察规范 0.5建议采用岩土工程勘察规范分类标准，贵州的很多泥岩就是不显层理的巨厚层状构造。 按岩土工程勘察规范，韵律沉积层中，当不同层厚岩层厚度比大于1/3时，称为“互层”；厚度比为1/101/3时，称为“夹层”；厚度比小于1/10时，称为“夹层”（代表厚度小的岩层名称）。1.5.3 泥岩：是由粘土矿物含量95100组成的岩石，是粘土岩的同义语。若具层理，即称为页岩，粘土质页岩习惯上就称页岩即可，不必再加“粘土质”。1.5.4 石英砂岩：习惯上就称“砂岩”即可。1.5.5 泥灰岩据建筑岩土工程勘察基本术语标准：粘土矿物含量为2550的石灰岩称为泥灰岩，不称泥质石灰岩/泥

25、质灰岩；对粘土矿物含量为2550的白云岩称为泥质白云岩，少有用泥云岩的。1.5.6 关于过渡性岩石的名原则，通常是按表1.5-2的规定进行的。表1.5-2矿物含量()矿物含量()岩石名称0595100岩，例：石灰岩5257595含质岩，例：含泥质灰岩25505075质岩，例：泥质石灰岩1.5.7 据工程地质手册第四版：岩石的极限抗拉强度是极限抗压强度的35，岩石的极限抗弯强度是极限抗压强度的712；岩石的极限抗剪强度等于或略小于极限抗弯强度。几种常见岩石的抗拉强度、抗剪强度和抗弯强度之间的经验关系如表1.5-3。表1.5-3岩石名称抗拉强度/抗压强度抗剪强度/抗压强度抗弯强度/抗压强度花岗岩0.0280.0680.090.070.08石灰岩0.0590.060.150.119砂岩0.0290.060.0780.090.095重庆市建筑地基基础设计规范（DBJ50-047-2006）：重庆地区侏罗系地层岩石试件单轴抗拉强度与抗压强度的比值约为：砂岩0.040.07，泥岩0.070.12。重庆市工程地质勘察规范：当岩体完整、较完整时，岩体抗拉强度标准值可根据结构面产状和岩体完整性由岩石抗拉强度标准值折减确定。当结构面不起控制作用时折减系数：完整取0.50，较完整取0.40。