GB/T 50218-2014 工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) （完整版）
1 總 則
1.0.1 為統(tǒng)一工程巖體分級(jí)方法，并為巖石工程勘察、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行提供基本依據(jù)，制定本標(biāo)準(zhǔn)。
1.0.2 本標(biāo)準(zhǔn)適用于各類型巖石工程的巖體分級(jí)。
1.0.3 工程巖體分級(jí)應(yīng)采用定性與定量相結(jié)合的方法，并分兩步進(jìn)行，先確定巖體基本質(zhì)量，再結(jié)合具體工程的特點(diǎn)確定工程巖體級(jí)別。
1.0.4 工程巖體分級(jí)，除應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)外，尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
2 術(shù)語和符號(hào)
2.2 符 號(hào)
γ——巖體重力密度；
Rc——巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度；
Is(50)——巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)；
E——巖體變形模量；
μ——巖體泊松比；
φ——巖體或結(jié)構(gòu)面內(nèi)摩擦角；
c——巖體或結(jié)構(gòu)面黏聚力；
Kv——巖體完整性指數(shù)；
Jv——巖體體積節(jié)理數(shù)；
K1——地下工程地下水影響修正系數(shù)；
K2——地下工程主要結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正系數(shù)；
K3——初始應(yīng)力狀態(tài)影響修正系數(shù)；
K4——邊坡工程地下水影響修正系數(shù)；
K5——邊坡工程主要結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正系數(shù)；
λ——邊坡工程主要結(jié)構(gòu)面類型與延伸性修正系數(shù)；
f0——巖體基巖承載力基本值；
BQ——巖體基本質(zhì)量指標(biāo)；
[BQ]——工程巖體質(zhì)量指標(biāo)；
H——巖石地下工程埋深或巖石邊坡高度。
3 巖體基本質(zhì)量的分級(jí)因素
4 巖體基本質(zhì)量分級(jí)
5 工程巖體級(jí)別的確定
附錄A RC、IS(50)測(cè)試的規(guī)定
A.0.1 巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度Rc的測(cè)試應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 試驗(yàn)取樣應(yīng)根據(jù)地層巖性變化及巖體分級(jí)單元進(jìn)行布置，并能反映擬分級(jí)巖體的堅(jiān)硬程度及其變化規(guī)律。
2 標(biāo)準(zhǔn)試件為圓柱形，可用鉆孔巖心或在坑探槽中采取巖塊加工制成。試件直徑宜為48mm～54mm，并應(yīng)大于巖石最大顆粒直徑的10倍。試件高度與直徑之比宜為2.0～2.5。
3 試件加工精度應(yīng)符合下列要求：
1)試件兩端面不平行度誤差不應(yīng)大于0.05mm；
2)沿試件高度、直徑的誤差不應(yīng)大于0.3mm；
3)端面應(yīng)垂直于試件軸線，最大偏差不應(yīng)大于0.25°。
4 可采用自由吸水法或強(qiáng)制飽和法使試件吸水飽和。對(duì)軟巖或極軟巖，試件應(yīng)采取保護(hù)措施。
5 試驗(yàn)時(shí)，試件應(yīng)置于試驗(yàn)機(jī)承壓板中心，試件兩端面應(yīng)與試驗(yàn)機(jī)上下壓板接觸均勻。應(yīng)以每秒0.5MPa～1.0MPa的速率加載直至破壞。應(yīng)根據(jù)破壞載荷及試件截面面積計(jì)算巖石單軸抗壓強(qiáng)度。
6 每組試件數(shù)量不應(yīng)少于3個(gè)。
A.0.2 巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)Is(50)的測(cè)試應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)Is(50)的測(cè)試，其試件尺寸應(yīng)符合下列規(guī)定：
1)徑向巖心加載試驗(yàn)，巖心直徑宜為30mm～70mm，長(zhǎng)度應(yīng)為試件直徑的1.4倍；
2)巖心軸向加載試驗(yàn)，巖心直徑宜為30mm～70mm，長(zhǎng)度為試件直徑的0.5倍～1.0倍；
3)方塊體試件或不規(guī)則塊體試件，試件的最短邊長(zhǎng)宜為30mm～80mm，加荷點(diǎn)間距D與通過兩加載點(diǎn)的最小截面平均寬度W之比宜為0.5～1.0，且加載點(diǎn)至自由端的距離L應(yīng)大于0.5D。
2 巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)測(cè)試過程中，沿加載點(diǎn)間的距離量測(cè)允許偏差應(yīng)為±2％。巖心軸向試驗(yàn)中的試件縱截面寬度W、方塊體試件及不規(guī)則塊體試件的通過兩加載點(diǎn)的最小截面平均寬度W，其量測(cè)允許偏差應(yīng)為±5％。
3 試驗(yàn)時(shí)應(yīng)連續(xù)均勻加載，使試件控制在10s～60s內(nèi)破壞。當(dāng)破壞面貫穿整個(gè)試件，并通過兩加載點(diǎn)時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果方應(yīng)有效。
4 未經(jīng)修正的巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：
式中：Is——未經(jīng)修正的點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)(MPa)；
P——破壞載荷(N)；
De——等價(jià)巖心直徑(mm)。
巖心徑向加載、巖心軸向加載、方塊體及不規(guī)則塊體加載試驗(yàn)，其等效巖心直徑De應(yīng)分別按下列公式計(jì)算：
式中：D——加載點(diǎn)間的距離(mm)；
A——通過兩加載點(diǎn)的最小截面積(mm2)；
W——通過兩加載點(diǎn)的最小截面平均寬度(mm)。
5 巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)應(yīng)換算成直徑為50mm的標(biāo)準(zhǔn)試件的點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)Is(50)。Is(50)可按下列公式計(jì)算：
式中：Kd——尺寸效應(yīng)修正系數(shù)；
m——修正指數(shù)，可取0.40～0.45，也可根據(jù)同類巖石的實(shí)測(cè)資料，通過在對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖上繪制不同等效直徑的P～D2c關(guān)系圖，并用作圖法確定。
6 點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)測(cè)試，同組試驗(yàn)巖樣數(shù)量不應(yīng)少于10個(gè)。試驗(yàn)成果應(yīng)為舍去最大、最小測(cè)試值后的算術(shù)平均值。
7 點(diǎn)荷載測(cè)試不適用于礫巖和Rc不大于5MPa的極軟巖。
附錄B KV、JV測(cè)試的規(guī)定
B.0.1 巖體完整性指數(shù)Kv的測(cè)試應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 應(yīng)針對(duì)不同的工程地質(zhì)巖組或巖性段，選擇有代表性的測(cè)段，測(cè)試巖體彈性縱波速度，并應(yīng)在同一巖體中取樣，測(cè)試巖石彈性縱波速度。
2 對(duì)于巖漿巖，巖體彈性縱波速度測(cè)試宜覆蓋巖體內(nèi)各裂隙組發(fā)育區(qū)域；對(duì)沉積巖和沉積變質(zhì)巖層，彈性波測(cè)試方向宜垂直于或大角度相交于巖層層面。
3 Kv值應(yīng)按下式計(jì)算：
式中：Vpm——巖體彈性縱波速度(km／s)；
Vpr——巖石彈性縱波速度(km／s)。
B.0.2 巖體體積節(jié)理數(shù)Jv的測(cè)試應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 應(yīng)針對(duì)不同的工程地質(zhì)巖組或巖性段，選擇有代表性的出露面或開挖壁面進(jìn)行節(jié)理(結(jié)構(gòu)面)統(tǒng)計(jì)。有條件時(shí)宜選擇兩個(gè)正交巖體壁面進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
2 巖體體積節(jié)理數(shù)Jv的測(cè)試應(yīng)采用直接法或間距法。
3 間距法的測(cè)試應(yīng)符合下列規(guī)定：
1)測(cè)線應(yīng)水平布置，測(cè)線長(zhǎng)度不宜小于5m；根據(jù)具體情況，可增加垂直測(cè)線，垂直測(cè)線長(zhǎng)度不宜小于2m。
2)應(yīng)對(duì)與測(cè)線相交的各結(jié)構(gòu)面跡線交點(diǎn)位置及相應(yīng)結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀進(jìn)行編錄，并根據(jù)產(chǎn)狀分布情況對(duì)結(jié)構(gòu)面進(jìn)行分組。
3)應(yīng)對(duì)測(cè)線上同組結(jié)構(gòu)面沿測(cè)線方向間距進(jìn)行測(cè)量與統(tǒng)計(jì)，獲得沿測(cè)線方向視間距。應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀與測(cè)線方位，計(jì)算該組結(jié)構(gòu)面沿法線方向的真間距，其算術(shù)平均值的倒數(shù)即為該組結(jié)構(gòu)面沿法向每米長(zhǎng)結(jié)構(gòu)面的條數(shù)。
4)對(duì)跡線長(zhǎng)度大于1m的分散節(jié)理應(yīng)予以統(tǒng)計(jì)，已為硅質(zhì)、鐵質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié)的節(jié)理不應(yīng)參與統(tǒng)計(jì)。
5)Jv值應(yīng)根據(jù)節(jié)理統(tǒng)計(jì)結(jié)果按下式計(jì)算：
式中：Jv——巖體體積節(jié)理數(shù)(條／m3)；
n——統(tǒng)計(jì)區(qū)域內(nèi)結(jié)構(gòu)面組數(shù)；
Si——第i組結(jié)構(gòu)面沿法向每米長(zhǎng)結(jié)構(gòu)面的條數(shù)；
S0——每立方米巖體非成組節(jié)理?xiàng)l數(shù)。
附錄C 巖體初始應(yīng)力場(chǎng)評(píng)估
C.0.1 沒有巖體初始應(yīng)力實(shí)測(cè)成果時(shí)，可根據(jù)地形和地質(zhì)勘察資料，按下列方法對(duì)初始應(yīng)力場(chǎng)作出評(píng)估：
1 較平緩的孤山體，一般情況下，初始應(yīng)力的鉛直向應(yīng)力為自重應(yīng)力，水平向應(yīng)力不大于
。
2 通過對(duì)歷次構(gòu)造形跡的調(diào)查和對(duì)近期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的分析，以第一序次為準(zhǔn)，根據(jù)復(fù)合關(guān)系，確定最新構(gòu)造體系，據(jù)此確定初始應(yīng)力的最大主應(yīng)力方向。
當(dāng)鉛直向應(yīng)力為自重應(yīng)力，且是主應(yīng)力之一時(shí)，水平向主應(yīng)力較大的一個(gè)，可取0.8γH～1.2γH或更大。
3 埋深大于1000m，隨著深度的增加，初始應(yīng)力場(chǎng)逐漸趨向于靜水壓力分布；大于1500m以后，可按靜水壓力分布確定。
4 在峽谷地段，從谷坡至山體以內(nèi)，可劃分為應(yīng)力松弛區(qū)、應(yīng)力過渡區(qū)、應(yīng)力穩(wěn)定區(qū)和河底應(yīng)力集中區(qū)。峽谷的影響范圍，在水平方向一般為谷寬的1倍～3倍。在谷底較深部位，最大主應(yīng)力趨于水平且多垂直于河谷。
5 地表巖體剝蝕顯著地區(qū)，水平向應(yīng)力應(yīng)按原覆蓋層厚度計(jì)算，其覆蓋層厚度應(yīng)包括已剝蝕的部分。
C.0.2 根據(jù)巖體開挖或鉆孔取心過程中出現(xiàn)的高初始應(yīng)力條件下的主要現(xiàn)象，可按表C.0.2評(píng)估工程巖體所對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度應(yīng)力比范圍值。
表C.0.2 工程巖體強(qiáng)度應(yīng)力比評(píng)估
注：σmax為垂直洞軸線方向的最大初始應(yīng)力。
附錄D 巖體及結(jié)構(gòu)面物理力學(xué)參數(shù)
D.0.1 巖體物理力學(xué)參數(shù)可按表D.0.1確定。
表D.0.1 巖體物理力學(xué)參數(shù)
D.0.2 巖體結(jié)構(gòu)面抗剪斷峰值強(qiáng)度參數(shù)可按表D.0.2確定。
表D.0.2 巖體結(jié)構(gòu)面抗剪斷峰值強(qiáng)度
附錄E 工程巖體自穩(wěn)能力
E.0.1 地下工程巖體自穩(wěn)能力，應(yīng)按表E.0.1確定。
表E.0.1 地下工程巖體自穩(wěn)能力
注：1 小塌方：塌方高度小于3m，或塌方體積小于30m3；
2 中塌方：塌方高度3m～6m，或塌方體積30m3～100m3；
3 大塌方：塌方高度大于6m，或塌方體積大于100m3。
E.0.2 邊坡工程巖體自穩(wěn)能力，應(yīng)按表E.0.2確定。
表E.0.2 邊坡工程巖體自穩(wěn)能力
注：表中邊坡指坡角大于70°的陡傾巖質(zhì)邊坡。
