3.1.1 巖體基本質(zhì)量應(yīng)由巖石堅硬程度和巖體完整程度兩個因素確定。
3.1.2 巖石堅硬程度和巖體完整程度,應(yīng)采用定性劃分和定量指標(biāo)兩種方法確定。
條文說明
3.1 分級因素及其確定方法
3.1.1 本標(biāo)準(zhǔn)在確定分級因素及其指標(biāo)時,采取了兩種方法平行進(jìn)行,以便互相校核和檢驗,提高分級因素選擇的準(zhǔn)確性和可靠性。一種是從地質(zhì)條件和巖石力學(xué)的角度分析影響巖體穩(wěn)定性的主要因素,總結(jié)國內(nèi)外實踐經(jīng)驗,進(jìn)而確定分級因素,并綜合分析、選取分級因素的定量指標(biāo)。另一種是采用統(tǒng)計分析方法,研究我國各部門多年積累的大量測試數(shù)據(jù),從中尋找符合統(tǒng)計規(guī)律的最佳分級因素。
影響巖體穩(wěn)定的因素主要是巖石的物理力學(xué)性質(zhì)、構(gòu)造發(fā)育情況、承受的荷載(工程荷載和初始應(yīng)力)、應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)、幾何邊界條件、水的賦存狀態(tài)等。在這些因素中,只有巖石的物理力學(xué)性質(zhì)和構(gòu)造發(fā)育情況是獨立于各種工程類型之外的,兩者反映了巖體的基本特性。在巖石的各項物理力學(xué)性質(zhì)中,對穩(wěn)定性影響最大的是巖石堅硬程度。巖體的構(gòu)造發(fā)育狀況,則集中反映了巖體的不連續(xù)性及不完整性這一屬性。這兩者是各種類型巖石工程的共性,對各種類型工程巖體的穩(wěn)定性都是重要的,是控制性的。因此,巖體基本質(zhì)量分級的因素,應(yīng)當(dāng)是巖石堅硬程度和巖體完整程度這兩個因素。
至于巖石風(fēng)化,雖然也是影響工程巖體質(zhì)量和穩(wěn)定性的重要因素,但是風(fēng)化程度對工程巖體特性的影響,一方面是使巖石疏軟以至松散,物理力學(xué)性質(zhì)變壞,另一方面是使巖體中裂隙增多,這些已分別在巖石堅硬程度和巖體完整程度中得到反映,所以本標(biāo)準(zhǔn)沒有把風(fēng)化程度作為一個獨立的分級因素。
應(yīng)用聚類分析、相關(guān)分析等統(tǒng)計方法,并根據(jù)工程實踐經(jīng)驗來研究、選取分級因素。收集了來自各部門、各工程的460組實測數(shù)據(jù),從中遴選了包括巖石飽和單軸抗壓強度Rc、巖石點荷載強度指數(shù)Is、巖石彈性縱波速度Vpr、巖體彈性縱波速度Vpm、巖體重力密度γ、巖石地下工程埋深H、平均節(jié)理間距dp或RQD等七項測試指標(biāo),以及巖體完整性指數(shù)Kv、應(yīng)力強度比γ/H/Rc二項復(fù)合變量作為子樣。對同一工程且?guī)r體性質(zhì)相同的各區(qū)段,以其測試結(jié)果的平均值作為統(tǒng)計子樣。這樣,最終選定的抽樣總體來自各部門的103組工程數(shù)據(jù),其中來自國防21組、鐵道13組、水電24組、冶金和有色金屬30組、煤炭8組、人防1組和建筑部門6組。經(jīng)過對抽樣總體的相關(guān)分析、聚類分析和可靠性分析之后,確定巖體基本質(zhì)量指標(biāo)的因素的參數(shù)是Rc、Kv、dp與γ。在這四項參數(shù)中,經(jīng)進(jìn)一步分析,γ值絕大多數(shù)在23kN/m3~28kN/m3之間變動,對巖體質(zhì)量的影響不敏感,可反映在公式的常數(shù)項中;而Kv與dp在一定意義上同屬反映巖體完整性的參數(shù),考慮到Kv在公式中的方差貢獻(xiàn)大于dp,并考慮到國內(nèi)使用的廣泛性與簡化公式的需要,僅選用Kv。這樣,最終確定以Rc和Kv為定量評定巖體基本質(zhì)量的分級因素。這與根據(jù)地質(zhì)條件和巖石力學(xué)綜合分析的結(jié)果是一致的。
3.1.2 根據(jù)定性與定量相結(jié)合的原則,巖體基本質(zhì)量的兩個分級因素應(yīng)當(dāng)同時采用定性劃分和定量指標(biāo)兩種方法確定,并相互比對。
分級因素定性劃分依據(jù)工程地質(zhì)勘察中對巖體(石)性質(zhì)和狀態(tài)的定性描述,需要在勘察過程中,對這兩個分級因素的一些要素認(rèn)真觀察和記錄。這些資料由于獲取方法直觀,簡便易行,有經(jīng)驗的工程人員易于對此進(jìn)行鑒定和劃分。
分級因素的定量指標(biāo)是通過現(xiàn)場原位測試或取樣進(jìn)行室內(nèi)試驗取得的,這些測試和試驗簡單易行,一般工程條件下都可以進(jìn)行。在某些情況下,如果進(jìn)行規(guī)定的測試和試驗有困難,還可以采用代用測試和試驗方法,經(jīng)過換算求得所需的分級因素定量指標(biāo)。
對于定性劃分出的各檔次,給出了相應(yīng)的定量指標(biāo)范圍值,以便使定性劃分和定量指標(biāo)兩種方法確定的分級因素可以相互對比。


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