岩石的工程性质范文第1篇

关键词：岩石；建筑工程；地质勘查；问题；勘查设施

中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号：

前言

中国近代的工程地质勘查实践可以追溯到上个世纪6O年代，工程地质勘查学科在理论和实践上积累、总结了诸多学术资料和工程经验，该学科逐渐进入独立发展的阶段。在各大院校也专门开设相关学科、在实践上也有一些专门成立的地质勘查公司，为我国工程项目的地质勘查工作出谋划策。而地质勘查工作是保证房屋建筑不可缺少的工作。特别是对岩石地区建筑工程的地质进行勘查，就易出现一些问题，而这些问题会直接影响到将要建设项目的质量问题，对此，应该加以重视。

1 岩石概况

岩石是一种固体矿物或矿物的混合物，其有三态：固态、气态（如天然气）、液体（如石油），但主要是固态物质，是组成地壳的物质之一，是构成地球岩石圈的主要成分。不同的矿物质拥有不同的属性，也就致使不同岩石拥有着不同的性质。并且，各种各样的岩石又会在地壳的不断运动中，变换属性。这样也使得辨析岩石的性质和对其进行分类成为地质勘查工作中不可或缺的部分。

岩石的分类形式多种多样，而根据岩石的成因，我们可以将岩石分为沉积岩、火成岩、变质岩。沉积岩，是由以前的岩石风化成碎屑，或动植物的尸体沉淀积压而成。年代越久远，沉积地底就越深，相对的，越靠近地面的岩石，沉积的时间则越短。火成岩，又称岩浆岩，是由于岩浆活动致使岩浆侵入地壳内部，或流出地表形成熔岩，再经过冷却而凝固造成的，如花岗岩。变质岩，是由原来的岩石在外力（高温、高压或化学成分的加入）的作用下，使原来的矿物成分和结构发生变化而形成的新岩石。三种岩石中，沉积岩是地球上分布最广泛的，但是在做地质勘查工作时，对各种岩石的性质和构造都应该了如指掌。

2 建筑工程地质勘查应具备的条件

随着社会经济的不断发展，建筑工程越来越多，工程也越来越大，对工程地质的勘查要求也越来越高。那么岩石地区建筑工程地质勘查应具备哪些条件呢？

2.1 高端精密的勘查设备

地质勘查有钻探、井探、触探等多种手段，而每一种勘查手段都是建立在高端勘查设备上的。例如，在进行钻探作业时，就应该选择稳定性能好的钻机。如果所选钻机性能差，那么在选样过程中，对岩芯的破坏性就会加大，所取样芯的效果也会不好，也就直接影响到整个勘查结果。地质勘查是建筑工程实施的基础，而勘查设备则是基础中的基础。俗话说“巧妇难为无米之炊”，没有勘查设备，那么勘查则无从下手，而设备精密与否，则关系着勘查结果的准确性。

2.2 专业的勘查人员及勘查技术

作为专业的勘探工作人员，应做到对各类岩石性状、属性和各项勘探技术都了如指掌，能够在使用时做到得心应手。根据所取得的岩芯来识别岩石，通过岩石碎屑分辨岩石所属种类，根据岩石的实地情况确定岩石的钻井深度，通过对勘查所得的数据进行计算推算岩石的承压能力等等，都是专业人员必须具备的能力。要知道，一个工程的建造区域，无论是在广度上，还是深度上，都有可能出现多种不同的岩石，而对于这些岩石就需要技术人员应用自己专业的勘查技术和专业的理论知识来进行识别和确认。

勘查人员不仅要有过硬的专业勘查技术，还要具备负责任的心态。因为在整个勘探过程中，技术人员不仅要对每个阶段所得的勘探结果进行或详细，或简略的记录，而且还要将所得的样品进行不同方式的保存。这是一个枯燥乏味的工作过程，如果勘查人员心态不好，在勘查工作中遇到的事情只是敷衍了事的话，那么勘查结果会一些出现误差，会导致整个勘探工作的瘫痪。那么也会影响建筑项目的实施和建筑成功后的稳定性。如此说来，勘查人员的责任心在勘查过程中有着举足轻重的作用。

3 岩石地区地质勘查存在的问题

3.1 岩石取样不准确

岩石地区建筑工程的地质勘查工作，不仅要做到准，还要做到细。准，是对这一岩石区域内的岩石种类和构造进行勘查和分析，然后得出明确的答案。细，则是对同一区域内，从岩石的断面和平面进行多层次的细查和分析，从而让这一范围内的岩石状况得到全方位的确定。但是在岩石地区的勘查仍然很容易因为岩石种类多且分布无规律，所用经费不足，技术设备和人员无法达到勘查要求等，导致取样难，取样不准确的后果。

3.2 岩石识别不准确

钻井取样，不同层次会潜藏不同性质的岩石，即同一岩石，在不同的层面会表现出不同的属性。在岩石地区建筑工程进行地质勘探时，工作人员很容易被岩石体所表现出来的假象迷惑。现以沉积岩为例，作个简要的分析。沉积岩是全球分布最广的岩石，而它并不是从浅到深，从左到右都是同一种性质，同一个构造。从纵向来看，越深入地下，沉积的时间越长，颜色越深，而距地表越近，则表明沉积的时间越短。沉积岩从浅到深，呈现的是一个时间越来越长的趋势，而这样的时间变化，也就使得岩石性质和类属各不相同。所以在岩石的辩别过程中，就必须分辨出不同层面的岩石所具有的特性。然而在某些偶然的情况下，某种岩石会因为内因或外因的作用，呈现他种岩石的性状，这也就很容易导致勘探人员被岩石所表现出来的假象迷惑，从而作出错误的判断。

3.3 范围大，容易取样不足，导致检测不到位

整个建筑场地的面积大，在进行勘查作业时，不可能孔挨着孔，洞挨着洞的进行探查。但是岩石在面的分布上，又会因为各种因素作用的不同，出现不同的性质和构造。而不同性质和结构又决定了该片岩石抵抗外力破坏的能力。所以，在岩石地区建筑工程地质的勘查工作中，由于范围广，造成取样的不足，就导致了岩石检测的不到位，这也就直接影响建筑工程中桩基工程的实施。

4 总论

地质勘探是进行建筑建设的基础，也是最为重要的一步。通过地质勘查，我们能够很好地掌握地质的情况，从而设计出更加合理的施工方案。现阶段，岩石地区建筑工程的地质勘查还存在很多的问题，使得整个勘查工作运行起来频频受阻。这就需要工作人员在过往的理论基础上，不断添加实践所总结出来的经验，促进整个地质勘查理论的完善和勘查技术的进步。

参考文献：

[1]周卫红.地质勘查工作环境亟待改善[J].地质勘查导报.2010.007

[2]沈珊珊.加强地质勘查质量管理刍议[J].中国矿业报.2010.B02

[3]刘涛，刘红军.青岛岩石地区基坑工程设计与施工探讨[N].岩土学报.2010.32

[4]常士彪,张苏民.工程地质手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.

岩石的工程性质范文第2篇

关键词:断面形状、锚喷、砌碹、支护类型

245主斜坡道距硐口1703m至1725m处围岩为强地开石化细粒花岗岩，采用锚杆挂网喷浆支护，在施工过程中，因该段巷道被水淹没而引发冒顶。冒顶宽度略宽于巷道，冒顶高度为3至5m，现采用三心拱钢筋混凝土砌碹支护，拱顶采用注泡沫混凝土接顶方法 。因支护类型选择错误，引发冒顶，不仅增加支护成本，也延误了建井工期。因此有必要对紫金山金铜矿的地质情况及矿岩性质重新认识，根据矿岩性质合理选择巷道断面形状及支护类型，即可避免因选择支护类型不合理而二次支护，有可因断面形状的选择合理性而节约支护成本，加快开拓掘进速度，缩短建井时间。

一、首先应搞清巷道断面形状及适用范围

断面形状 优缺点 适用范围

半圆拱 受力性能较好，承受顶压、侧压能力都较大；但断面利用率稍低，掘砌费用稍高。 一般用于顶压、侧压都大，服务年限较长的井巷

圆弧拱 介于半圆拱和三心拱之间。 用于中等强度围岩，侧压小；服务年限长的井巷。

三心拱 断面利用率较高，掘砌费用较半圆拱低；但其承载能力较差，在顶压较大时易在拱基处开裂。 适用于地压较小的井巷。

梯形 断面利用率高，施工简单，对不均匀压力适应性较好，但支架维护量大，不利于安全生产。 适用于围岩条件较好，服务年限短的小型矿井井巷

其它

圆、

椭圆 结构稳定，能承受多向压力，但断面利用率低，施工复杂，掘砌费用高。 适用于底压较大的井巷。

从上表可知：巷道断面形状的选择与围岩压力及巷道服务年限有关。

二、支护类型及适用范围

支护类型 优缺点 适用范围

木支护 施工简单，易于操作；但维护费用高。 适用于临时支护，围岩条件较好，服务年限短的小型矿井井巷

喷浆支护 施工简单，支护速度快，支护费用低。 适用于围岩条件较好，地压小，服务年限中长期的井巷。

锚喷支护 施工较简单，支护速度快，支护费用介于喷浆于砌碹支护之间。 适用于围岩较破碎、地压大、允许蠕性变形、服务年限中长期的井巷。

砌碹支护 施工难度大，支护速度慢；支护费用高。 适用于围岩较破碎、地压大、不允许蠕性变形、服务年限中长期的井巷及硐室。

三、紫金山金铜矿的地层情况及矿岩工程地质的分析

根据地质报告对紫金山的岩石可了解紫金山矿区地层主要出露震旦系、上泥盆统一石炭系、白垩系：

下震旦统楼子坝群：分布于中西部同康一带，为地槽型浅一深海沉积的复理石建造细碎屑岩类经区域变质形成的浅变质岩系。主要岩性为千枚岩、千枚状粉砂

岩、变质细砂岩等。

上泥盆统一石炭系：上泥盆统一石炭系包括上泥盆统天瓦岽组和桃子坑组，为河口相一滨海相碎屑沉积；下石炭统林地组为陆相、海相、海陆交互相碎屑沉积，主要岩性为石英砂砾岩、砂岩和粉砂岩。中石炭统黄龙组白云质灰岩，上石炭统船山组为大理岩、大理岩化灰岩。

白垩系：下统为石帽山群下组、上统为沙县组和赤石群，石帽山群是一套陆相火山一沉积岩，分上、下2个组：下组下段为含角砾沉凝灰岩、晶屑凝灰岩等，上段为流纹岩、流纹质晶屑凝灰熔岩、粗面岩。沙县组和赤石群为红色复陆屑建造，主要为紫红色砂砾岩、粉砂岩夹凝灰质砂岩、粉砂岩。

此外还零星分布上三叠统文宾山组沉积岩。

第四系全新统：主要分布于沟谷阶地，由砂质层及砂质粘土层组成。

侵入岩：燕山早期花岗岩是矿床主要围岩，为紫金山复式岩体的一部分。因蚀变强烈，原岩已面目全非，难以确切定名。根据结构构造及蚀变矿物成分等将其定为碎裂中粗粒花岗岩、碎裂中细粒花岗岩及细粒白云母花岗岩，与燕山早期相应期次的二长花岗岩、花岗岩相当。

火山岩和火山岩相：紫金山火山喷发中心形成于早白垩系，与成矿关系十分密切，由于剥蚀较深，火山岩相发育不全，仅保留火山颈下部的次火山相、隐爆相和火山侵入相岩石。

矿区岩石工程地质岩组划分：按岩石的完整程度和坚硬程度，结合岩性组合，岩石的物理力学指标划分为4个岩组。

（1）主要由强硅化、硅化中细粒花岗岩，硅化隐爆角砾岩，明矾石化、绢云母化、硅化中细粒花岗岩及隐爆角砾岩组成。岩石新鲜完整，富水性极弱―隔水，局部弱，岩石质量好。岩体较完整―完整，工程地质条件好。

（2）完整半坚硬的工程地质岩组

多由硅化、明矾石化、绢云母化中细粒花岗岩，硅化花岗质隐爆角砾岩，强硅化英安玢岩组成。岩石新鲜、完整，富水性极弱―弱，岩心以特长柱状―柱状为主，工程地质条件好。

（3）破裂半坚硬的工程地质岩组

主要由弱风化、绢云母化、明矾石化、地开石化碎裂岩石组成。其岩石富水性弱，局部可达中等，岩石质量劣―中等。岩心较破碎，呈短柱状、块状或角砾状，岩体中等完整，工程地质条件一般。

（4）软弱、松散的工程地质岩组

主要由强风化带，软弱构造碎裂岩及第四系松散层等组成。该岩组力学强度低，受地下水影响明显，透水性较好，岩石质量劣。岩心以角砾状、粉末状为主，岩体破碎，工程地质条件差。

但应特别注意的是地开石及地开石化的岩石，因地开石及地开石化的岩石中含有高岭土的矿物成份，高岭土易溶于水。地开石及地开石化的岩石在水力作用下，岩石易变松散导致围岩垮塌。从地质报告可知地开石及地开石化的岩石有：燕山早期侵入岩的碎裂中粗粒花岗岩(γ52（3）c1)、碎裂中细粒花岗岩(γ52（3）c2)、细粒白云母花岗岩(γ52（3）d)、火山岩中第二期英安玢岩(ζu2k1)、岩筒状隐爆角砾岩及脉状隐爆角砾岩。

其次应注意的是英安玢岩暴露后易风化。

四、根据工程地质、岩性及巷道服务年限确定巷道断面形状及支护类型

表1：巷道支护类型的选择

岩性 巷道服务年限 构造及其节理 巷道支护类型

下震旦统楼子坝群：千枚岩、千枚状粉砂

岩、变质细砂岩

服务年限较短 无大的构造及节理不发育 裸巷或喷浆

有大构造及节理发育 喷浆或锚喷

服务年限长或永久性巷道 无大的构造及节理不发育 喷浆或锚喷

有大构造及节理发育 钢筋网锚喷

上泥盆统一石炭系：石英砂砾岩、砂岩和粉砂岩。中石炭统黄龙组白云质灰岩，上石炭统船山组为大理岩、大理岩化灰岩。

服务年限较短 无大的构造及节理不发育 裸巷

有大构造及节理发育 喷浆或锚喷

服务年限长或永久性巷道 无大的构造及节理不发育 喷浆

有大构造及节理发育 锚喷

石帽山群石帽山群：下组下段为含角砾沉凝灰岩、晶屑凝灰岩，上段为流纹岩、流纹质晶屑凝灰熔岩、粗面岩，。沙县组和赤石群为红色复陆屑建造，主要为紫红色砂砾岩、粉砂岩夹凝灰质砂岩、粉砂岩。

服务年限较短 无大的构造及节理不发育 裸巷

有大构造及节理发育 喷浆或锚喷

服务年限长或永久性巷道 无大的构造及节理不发育 喷浆

有大构造及节理发育 锚喷或钢筋网锚喷

三叠统文宾山组沉积岩 服务年限较短 无大的构造及节理不发育 裸巷

有大构造及节理发育 喷浆或锚喷

服务年限长或永久性巷道 无大的构造及节理不发育 喷浆

有大构造及节理发育 喷浆或锚喷

第四系全新统：砂质层及砂质粘土层。

服务年限较短 无大的构造及节理不发育 锚喷

有大构造及节理发育 钢筋网锚喷

服务年限长或永久性巷道 无大的构造及节理不发育 钢筋网锚喷

有大构造及节理发育 钢筋网锚喷或砌碹

侵

入

岩： 强硅化、硅化中细粒花岗岩，硅化隐爆角砾岩，明矾石化、绢云母化、硅化中细粒花岗岩及隐爆角砾岩 服务年限较短 无大的构造及节理不发育 喷浆

有大构造及节理发育 锚喷或钢筋网锚喷

服务年限长或永久性巷道 无大的构造及节理不发育 锚喷

有大构造及节理发育 钢筋网锚喷

弱风化、绢云母化、明矾石化、地开石化碎裂岩石 服务年限较短 无大的构造及节理不发育 砌碹

有大构造及节理发育 砌碹

服务年限长或永久性巷道 无大的构造及节理不发育 砌碹

有大构造及节理发育 砌碹

强风化带，软弱构造碎裂岩及第四系松散层 服务年限较短 无大的构造及节理不发育 喷浆

有大构造及节理发育

锚喷或钢筋网锚喷

服务年限长或永久性巷道 无大的构造及节理不发育 锚喷或钢筋网锚喷

有大构造及节理发育 锚喷或钢筋网锚喷或砌碹

地开石及地开石化的岩石中含有高岭土的矿物成份，高岭土易溶于水。地开石及地开石化的岩石在水力作用下，岩石易变松散导致围岩垮塌。采用锚喷或钢筋网锚喷会失效，只能采用砌碹支护。有因地开石及地开石化岩石在水力作用下，巷道压力会逐渐增大，应考虑采用圆弧拱或半圆拱形砌碹支护形式。所以合理选择支护类型及断面形式可避免巷道垮塌事故，又可加快掘进及支护速度。

五、支护形式及其支护费用比较

本方案以净断面4m×4m三分之一的三心拱断面进行方案比较，以黄金定额单价进行测算，测算费用仅为直接费，未测算辅助费。以裸巷增加掘支工程量及掘支费用为零计，计算其它支护形式的掘支增加的工程量及增加的掘支费用。

表2：不同支护形式其增加的掘支费用情况

支护类型 掘进体积m3/m 掘进费用

元/m 支护工程量

m3/m，根/m 支护费用

元/m 总费用

元/m

裸巷 0 0 0 0 0

喷浆支护d=50mm 0.54 51.06 0.54 246.90 297.96

喷射钢筋网砼支护d=100mm 1.08

102.14 1.08 650.6 752.74

锚喷支护锚杆L=2m，d=100mm 1.08 102.14 1.08

10根 829.31 931.45

锚喷钢筋网支护锚杆L=2m，d=100mm 1.08 102.14 1.08

10根 986.10 1088.24

砌碹支护（素砼）d=300mm 3.36 317.76 3.36 1184.43 1502.19

从上述二表中可看出，表1可以直接指导选择支护形式，避免可用喷浆或锚喷支护的井巷采用砌碹支护，也可避免应采用砌碹支护的巷道却采用锚喷支护。表2可看出选择合理的支护形式，可大大降低掘支成本。因此，合理选择支护形式，为紫金山金铜矿降低掘支成本起着指导作用。

岩石的工程性质范文第3篇

【关键词】隧道围岩围岩分级

中图分类号：U45文献标识码： A

1公路岩质隧道围岩分级的出发点

隧道围岩分级是正确进行隧道设计和施工的基础，一个合理的、符合工程实际情况的围岩分级，对于改善结构设计、发展新的隧道施工工艺、降低工程造价、多快好省地修建隧道有着十分重要的意义。公路隧道围岩分级的出发点主要考虑以下几点：

① 强调岩体的地质特征的完整性和稳定性，避免单一的岩石强度指标分级的方法。

② 分级指标应采取定性和定量指标相结合的方式。

③ 明确工程目的和内容并提出相应的措施。

④ 分级应简明，便于使用。

2分级需考虑的指标和因素

公路岩质隧道的围岩分级需考虑的指标主要包括岩石坚硬程度、岩石完整程度、主要软弱结构面产状、地下水状态和岩石初始应力场。五个指标中，岩石的坚硬程度和岩石的完整程度是围岩分级的两个基本因素，其余三个指标作为围岩分级的修正因素。岩质围岩的分级指标值获取方法见下表1：

岩质围岩分级指标及获取方法

表1

公路隧道围岩的分级指标 指标值的获取方法

岩石坚硬程度 定性指标 岩性 主要采用钻探，结合调绘及物探等获取

风化程度

定量指标 单轴饱和抗压强度Rc 单轴抗压强度试验

点荷载强度指数Is(50) 点荷载强度试验

风化系数Kf 单轴抗压强度试验

岩石完整程度 定性指标 结构面发育程度 主要采用钻探，结合调绘及物探等获取

主要结构面结合程度

主要结构面类型

岩体结构类型

定量指标 岩体完整性指标Kv 围岩弹性纵波速度、岩石弹性纵波速度

岩体体积节理数Jv 钻探为主

结构面组数Jn

结构面平均间距dp

结构面张开度

主要软弱结构面产状 定量指标 走向与洞轴线夹角 主要采用钻探，结合调绘及物探等获取

结构面倾角

结构面走向

地下水状态 定性指标 出水状态 主要采用钻探，结合调绘及物探等获取

定量指标 水压力（Mpa） 钻孔中进行提水、注水、压水或抽水等试验预测

单位涌水量[L/（min .m）]

岩石初始应力场 定性指标 初始应力状态 调查并结合少量钻探获取

定量指标 强度应力比 地应力测试

①岩石的坚硬程度：岩石的将岩浆岩、沉积岩和变质岩按岩性、物理力学参数、耐风化能力和作为建筑材料的要求划分为硬质岩石和软质岩石二级，根据饱和单轴抗压强度Rc定量的将岩石坚硬程度划分为6级。当风化作用使岩石成分改变、强度降低时，应按风化后之强度确定岩石等级。岩石坚硬程度划分详见下表2：

岩石坚硬程度划分

表2

岩石等级 单轴饱和抗压强度Rc（MPa） 耐风化能力 代表性岩石及其风化程度

程度 现象

硬质岩 坚硬岩 >60 强 暴露后1、2年尚不易风化 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 60～30 弱风化的坚硬岩，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

软质岩 较软岩 30～15 弱 暴露后数日至数月即出现风化壳 强风化的坚硬岩，弱风化的较坚硬岩，未风化～微风化的的凝灰岩、千枚岩、砂质泥岩、泥灰岩、泥质砂岩、粉砂岩、页岩等

软岩 15～5 强风化的坚硬岩，弱风化～强风化的较坚硬岩，弱风化的较软岩，未风化的泥岩等

极软岩

②岩石的完整程度：岩石结构的完整状态是影响围岩稳定性的主要因素，主要根据下表3进行划分，当风化作用使岩体结构发生变化，松散、破碎、软硬不一时，应结合因风化作用造成的各种状况，综合考虑确定围岩的结构完整状态；结构面（节理）发育程度应根据结构面特征，按下表4确定；地质构造影响程度按下表5确定。

岩体完整程度的等级划分

表3

等级 结构面发育程度 地质构造影响程度

完整 不发育 轻微

较完整 较发育、不发育 较严重、轻微

较破碎 发育、较发育 严重、较严重

破碎 极发育、发育 极严重、严重

极破碎 极发育 极严重

围岩结构面（节理）发育程度等级划分

表4

等级 结构面（节理）发育程度

结构面（节理）组数及平均间距（m） 主要结构面（节理）的类型 岩体结构类型

不发育 1～2组，平均间距>1 为原生型或构造型紧闭 巨块状结构

较发育 2～3组，平均间距>0.4 呈X形，较规则，以构造型为主，多数为紧闭部分微张，少有充填物 大块状结构

发育 >3组，平均间距

很发育 >3组，杂乱，平均间距

围岩受地质构造影响程度等级划分

表5

等级 地质构造作用特征

轻微 围岩地质构造变动小，无断裂（层），层状岩一般呈单斜构造，节理不发育

较重 围岩地质构造变动较大，位于断裂（层）或褶曲轴的邻近地段，可有小断层，节理较发育

严重 围岩地质构造变动强烈，位于褶曲轴部或断裂影响带内，软岩多见扭曲及拖拉现象，节理发育

很严重 位于断裂破碎带内，节理很发育，岩体破碎呈碎石、角砾状，有的甚至呈粉状、土状

岩质围岩完整程度定量值采用岩体完整性系数Kv表示，其对应关系可按下表6来确定。表中Kv值应针对不同的工程地质岩组或岩性段，选择有代表性的点、段，测定围岩弹性纵波速度，并应在同一岩段取样测定岩石弹性纵波速度。

Kv与岩体完整程度定性值的对应关系

表6

Kv >0.75 0.75～0.55 0.55～0.35 0.35～0.15

定性值 完整 较完整 较破碎 破碎 极破碎

3BQ值围岩分级法

影响工程岩体稳定性的各项因素中，岩石坚硬程度和岩体完整程度是岩体的基本属性，也是各种岩石工程类型的共性，因此BQ分级法将岩石坚硬程度和岩体的完整程度作为岩体基本质量分级的两个基本因素。但影响岩体稳定性的因素还有很多，由于岩体所处环境的不同，使其稳定性差别很大，比如围岩存在地下水、高初始应力、不利的软弱结构面时，其稳定性都要降低，所以BQ分级法将这些因素作为分级的修正因素。

BQ法进行分级时是分两步进行分级的，首先根据岩石坚硬程度和岩体完整程度定性的评价和BQ值公式定量的计算初步分级；再按BQ法的修正公式进行修正， 并以此结果量化分级。将定性划分和[BQ]值分级结果对比，如果相吻合则可最终确定分级，如果定性分级和定量分级不吻合，则有必要重新进行定性鉴定和复核定量指标,综合分析,重新定级。

BQ 法采用岩石单轴抗压强度Rc作为反映岩石坚硬程度的定量指标，并根据国内外的研究结果，用岩石点荷载强度指数Is ( 50) 换算为Rc作为反映岩石坚硬程度的辅助定量指标。

岩体完整程度的定量指标主要有: 岩体完整性指数Kv、岩体体积节理数Jv、岩石质量指标RQD、节理平均间距、岩体与岩块的动静弹模比、岩体龟裂系数等。国内外同行大多数认为Kv、Jv和RQD能较全面的体现岩体的完整状态，且有广泛的应用，BQ法采用Kv定量评定岩体的完整程度。

BQ法的计算公式是和差模型，用权值系数计算各因素的单值,用和差计算质量总值,最后得出岩体基本质量指标BQ，计算公式为:

BQ= 90+ 3Rc+ 250Kv

公式中的系数是在现有工程数据基础上确定的，Rc可由实验获取, Kv可根据实测的岩体声波纵波波速vpm 和岩块纵波波速vpr来确定[Kv=(vpm/vpr)2]。

在使用这个公式的时候要注意两个限制条件:

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。

在遇到地下水、软弱结构面和高地应力时, 要对BQ值进行修正:

[BQ]=BQ-100(K1+K2+K3)

式中: [BQ]表示围岩基本质量指标修正值；

K1表示地下水影响修正系数，可按下表7确定；

K2表示主要软弱结构面影响修正系数，可按下表8确定；

K3表示初始应力状态影响修正系数，可按下表9确定。

地下水状态影响修正系数K1

表7

地下水出水状态 BQ

>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

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

主要软弱结构面产状影响修正系数K2

表7

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° 其他组合 结构面走向与洞轴线夹角

K2 0～0.2 0.2～0.4 0.4～0.6

初始地应力状态影响修正系数K3

表8

初始应力状态 BQ

>550 550～451 450～351 350～251

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

4公路隧道岩质围岩基本质量分级

根据取得的围岩定性特征和岩体基本质量指标（BQ）可按下表9的规定进行基本质量分级。

公路隧道岩质围岩的基本质量分级

表9

围岩基本质量分级 围岩的定性特征 围岩基本质量指标BQ

基本级别 亚级

Ⅰ - >=551

Ⅱ - 550～451

Ⅲ Ⅲ1 450～401

Ⅲ2 400～351

Ⅳ Ⅳ1 350～316

Ⅳ2 315～285

Ⅳ3 284～251

Ⅴ Ⅴ1 250～211

Ⅴ2 210～150

5结语

通过上述围岩基本质量指标BQ值围岩分级法在应用中问题的探讨，可见围岩分级不能完全定性分析，那样太过主观，也不能完全定量判定，虽然定量方法比较客观,但是隧道所处围岩是在地下，开挖前不可能完全勘探清楚其地质特性，所测得数据的代表性、准确性也不能保证, 定量分析很难完全反应其性质, 所以必须将定量分级和定性分析结合起来,才能完整的对围岩性质进行判断。在实际工程围岩分级过程中, 应对所取分级数据的合理性多加考虑, 并在施工过程中对分级进行完善、修正, 作到动态分级, 充分发挥其对施工的指导作用。

参考文献

【1】 行标《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004） 人民交通出版社

岩石的工程性质范文第4篇

公路建设活动是一项市政基础性建设活动，本身能够为周圈的居民带来很大的经济收益。随着我国经济的高速发展和社会经济水平的不断提高，我国的城市配套工程建设活动不断增多，在公路施工任务不断增加的趋势下，施工技术也有了巨大的发展。在公路施工中采用石料填埋技术，可以显著提高道路的硬度和使用年限，有效地缩减了铺筑路段的成本费用。虽然，现阶段我国的公路施工中填石路基施工技术还存在一定的缺陷，但是这也说明这项技术还有很大的发展空间。推行市政道路工程建设中的填石路面施工建设工程，可以在最大程度上提高我国公路基础设施建设的工作效率。填石路基施工活动对工程前期选料有严格的要求。一般的具有膨胀性岩石，最好不参与填石路基工程的施工，这些岩石具有显著的热胀冷缩的性能，在工程建筑活动中，一定要避免对这类材质性状不稳定的原料进行大量运用，防止出现道路塌方等问题。建筑工人应该对这类建筑材料进行区别对待，针对岩石的成分进行材料选用方面的分配与考察。

2.填石路基施工质量控制的主要内容

2.1开展科学的工程设计

在公路施工中填石路基施工技术的运用中，一般会使用硬度较高的岩石材料作为施工的原料，同时避免使用部分强度不够的岩石材料，从而保证路基施工填埋技术的稳定性。公路施工中填石路基施工活动的运用，必须建立在科学的工程设计之上。项目负责人在施工活动开始之前，一定要安排专人，前往施工现场进行项目施工中路面地面填充控制深度、摊铺预设表面层厚度等进行设计，通过完善的数据输入统计和输出分析，道路路基工程信息管理操作人员在已有的表格上进行数据的录入和统计，通过表格打印功能，可以方便快捷地编制各种施工技术用表，并且将施工活动中所要遵循的各种施工数据和细节部分进行对应性施工。

2.2普通硬质石料压实质量控制

一般的岩石类型中，软质岩石不适合参与到公路施工填埋技术之中，软质岩石主要是指单轴饱和抗压强度为5MPA-30MPA的岩石。它们具有代表性的岩石主要有凝灰岩等喷出类岩石，这一类岩石由于是由火山运动形成的岩石喷积物，它的形成时间比较短暂，并且没有经历过长时间的沉积作用，因此，岩石的强度显著降低。与此同时，泥砾岩、泥质砾岩、泥质页岩和泥岩等岩石也不适合大范围使用在工程项目的道路路基铺建活动之中。但是，它们可以运用到路基施工的下路堤部分，当路基施工对于硬质石料压实的控制标准，控制在1.50m以上时，可以使用一定数量的云母片岩、千枚岩或者是其它变质岩作为下路堤摊铺层的底层填充部分，配合花岗岩等一些具有较大硬度的岩石作为最底层岩石的填充材料。可以利用自身优势，将道路路基的底层部分充分压实，将孔隙率控制在小于或者等于25%的水平。在下路堤的中心层施工活动中，可以使用硬度在30MPA-60MPA的岩石材料，通过对单轴饱和抗压强度的合理控制，提高公路路面施工的强度。

2.3在基地施工中配合科学的道路结构设计

在公路路面施工活动中下路堤的上层填实部分，可以大量这用这类中硬度材料的岩石，开展道路施工活动，在施工活动中配合一定的结构设计。在公路路面的框架部分，使用钢筋和混凝土补充施工技术，从而显著提高道路建筑活动的预应力强度和承载力水平。可以采用硬度较大的硅质类岩石，针对部分铁质胶结的砾岩以及石灰岩等沉积岩类，保证道路中的下路堤的上层填充部分具有充分的抗震性和抗碾压性。同时，还可以使用白云岩等表面光滑并且防水性能好的岩石，参与到道路的排水渠修砌活动中去。从而保障整个公路施工中填石路基施工活动的后期质量，防止由于渍水问题导致的岩层填充物被侵蚀等问题。在路面层、公路路基厚度等方面进行密集操作时，应该对公路施工中填石路基模量进行科学设计，应该增大下路堤的压实干重度等结构参数，将道路填石路基模量核准设计作为路面施工过程中的重点进行考虑，以求达到软基路基路面协调变形平衡的状态。通过一定控制填石材料颗粒的最大粒径的方法，有效提高公路施工活动的密实程度，促使其最后形成具有良好而稳定性和高强度的复合型公路地基。同时，使用硬度≥60mpa的岩石类材料，可以显著提高道路的承载力，有效地改善市政路桥工程建设中过渡段、拐弯处、上下坡路段路基的施工现状。

3.填石路基施工工艺要求

3.1重视路基压实技术的运用

在进行公路施工填石路基施工活动的时候，工程项目负责人必须要正确地选择施工的填料，根据已经得到的分析数据进行对比试验。对于上路堤部分的填石材料施工，应该将孔隙率降低到小于或等于23%的水平，由于上路堤部分的材料填实活动对于材料的硬度要求比较高。在下路堤的表层部分，由于重力作用比较明显，必须要采用硬度更强的岩石材料对公路施工提供技术保障。一般采用单轴饱和抗压强度为60MPA及以上的硬质岩石作为公路填充的材料。应该大量使用花岗岩、闪长岩、玄武岩等岩浆类岩石，作为公路施工石料填充活动中的中坚部分。同时，采用大功率推土机与重型压实机具对公路施工表面进行后期的平整性操作。

3.2精准测量，保证施工质量稳定性

主要的试验内容包括筛分测验。土壤液体载限试验、塑限联合测定等试验。管理人员应该对填石路基施工中过程中的检测和验收细节进行严格的质量管控，对于高级公路和一级公路，应该将岩石层的厚度和压实度控制在允许的规定值内，通过加大碾压遍数的方式，控制石方路基的沉降深度，将道路的压实程度控制在施工活动允许的偏差范围之内。同时，还应该采用水准仪对道路的纵断高层进行标准化勘测，使用经纬仪对石方路基的中线偏位值进行测算。可以在每200m的范围内，采用以50m为一个测算点的方式，将石方路基检测的地点控制在4到5点，保证测算的全面性。将其误差范围值控制在合理范围，对于高级公路和一级公路，道路的纵断高层应该控制在﹣20mm至﹢10mm的深度范围。同时，对于其他乡村公路等施工强度一般的道路部分，应该将纵断高程的沉降范围控制在+10mm至-30mm的范围内，将中线偏位控制在100mm左右。对于道路后期的施工和养护，需要采用分层压实的办法，使用振动压路机，保证填石路基施工的分层铺筑活动的施工完整性。

4.结语

岩石的工程性质范文第5篇

关键词：分布；试验；工程特性

中图分类号：TV22 文献标识码：A

泥质岩是指含有大量粘土矿物，且粒径小于0.0039毫米的沉积岩，又称粘土质岩，笔者从事我省某工程，从已建的工程实例来看，该第三系发育的泥岩和砂质泥岩具有不同程度浸水膨胀、失水收缩的工程特性，在工程建设中，有一定的危害作用。

1 影响泥岩膨胀性的主要因素

1.1 粘土矿物含量及其物理化学活性

泥岩中的粘土矿物，具有一定的亲水性，在各种粘土矿物中，以蒙脱石的亲水性最强，伊利石次之，高岭石最弱。泥岩中蒙脱石含量直接控制了泥岩膨胀性强弱。据研究，当蒙脱石含量大于15%时，在适宜的条件下有可能对工程引发不同程度的膨胀变形破坏问题。

1.2 后期成岩胶结作用及其强度

泥岩在成岩过程中，经历了固结、胶结、脱水以及重结晶等作用。因此，对于泥质膨胀岩而言，蒙脱石矿物含量并非决定其膨胀性大小的唯一因素；在后期成岩过程中，胶结作用强度以及胶结物成分也是影响和控制岩石膨胀性强弱的重要因素。对强胶结泥岩，即使含有亲水的粘土矿物，遇水后也不膨胀或膨胀量极其微弱。

1.3 干燥活化效应

大量工程实践和试验研究结果表明：岩土膨胀势的强烈表现是在天然岩土干燥失水后发生的，而且随失水程度的增加，膨胀、崩解特性会显著增大，特别是反复干、湿作用会使其膨胀力和膨胀变形成倍地增加，这就是干燥活化效应。这种现象表明，膨胀岩的膨胀性指标不是一个定值，而是随环境不断变化的。

2 泥岩膨胀势的判定标准

泥质膨胀岩的膨胀势，是指泥质岩在干燥活化作用下发生膨胀变形破坏的可能性(或趋势)。对泥岩膨胀势的判定和划分，是了解和研究膨胀岩工程特性的基础。

目前，对于泥质膨胀岩的判别国内还没有一个统一的标准和方法。通过对比分析反映泥质岩膨胀性的基本指标可以发现，岩石干燥饱和吸水率指标，综合了泥质岩的粘土矿物组成、物理化学活性、成岩胶结作用强度等因素对岩石的膨胀性和水稳性的整体影响。在本工程中，结合现场勘探工作采取泥岩岩块进行试验分析，采取干燥饱和吸水率指标作为判定泥岩膨胀势强弱的第一指标，得到泥岩膨胀势的初判结果，而后，通过分析岩石化学成分和粘土矿物成分、测定比表面积、离子交换容量、观察岩样浸水崩解特征等辅助指标，对初判结果加以复核，最终得到泥岩膨胀势的判定结果。本工程泥岩膨胀势的具体划分标准参见表1。

泥质膨胀岩膨胀性分类标准表1

注：浸水崩解度A表示几乎无变化；B表示变化程度中等偏小；C表示变化程度中等偏大；D表示完全崩解。

按上述标准和方法对泥岩进行膨胀势的判定，在膨胀岩研究工作的初期很有意义，不仅可以了解和查明勘察区膨胀岩的分布规律，而且对下一步的膨胀岩膨胀特性试验具有指导意义。

3 泥质膨胀岩工程地质研究

3.1 泥质膨胀岩的分布

工程区的泥质膨胀岩，位于向斜NE翼，地层倾角25°～30°。岩性以黄绿、黄褐色泥岩为主，兼有少量浅灰、褐灰色砂质泥岩、泥质粉砂岩。其中，泥岩和砂质泥岩分布较广且单层厚度大，现场调查表明其膨胀性较强。

3.2 泥质岩的矿化成分

(1)化学成分

膨胀岩土中的离子交换吸附作用是粘土矿物的一种重要物理化学性质。一般条件下，低价阳离子较高价阳离子具有更强的交换性能。另外，膨胀岩土的膨胀性能还与硅铝比有关。通过7个泥岩样品所作的化学分析成果来看，场地泥岩硅铝比在2～3之间，其粘土矿物中所含的交换阳离子以Na+为主，Ca2+次之，有较强的膨胀性。

(2)矿物成分

泥质膨胀岩矿物成分包括碎屑矿物和粘土矿物，其性质主要是由粘土矿物成分所决定。粘土矿物中蒙脱石的胀缩性最大，伊利石次之，高岭石最小。

对7个泥岩样品所作的化学分析结果及X-衍射分析中矿物特征衍射峰的高低，综合分析得出泥质膨胀岩粘土矿物占矿物成分的60%～80%，主要粘土矿物是以伊利石族为主，占粘土矿物成分的40%以上。粘土矿物(X-衍射)检测记录表见表2。

粘土矿物（X-衍射）检测记录本表2

3.3 泥质岩的膨胀特性

将现场采取的7组不规则岩块在105℃下烘干至恒重，然后在湿化仪上进行试验，通过观察崩解特征可初步判别膨胀性的大小。泥质岩耐崩解试验成果表见表3。

泥质岩耐崩解实验成果表表3

在泥质岩膨脆性初判结果的基础上，在工程场地通过钻孔取样进行膨胀特性试验，成果见表4。

通过在泥质膨胀岩发育层位采取岩样的试验结果，按表3标准判定，非膨胀岩约占16・7%，弱膨胀岩约占25.0%，中等膨胀岩样约占58.3%。

3.4 泥质岩的物理性质

通过对泥质膨胀岩发育层位采取岩样试验结果的分析，泥质膨胀岩具有天然密度较小，天然含水量较低的特点。强全风化泥岩自由膨胀率多在60%～85%之间，按膨胀土的判别标准属弱～中等膨胀潜势。在天然含水量条件以及有侧限情况下，按土工试验方法，测得强～全风化泥岩的膨胀力为25kPa～43kPa，局部可达52kPa。中～微风化泥岩按岩石试验方法测得的膨胀力仅为9.8kPa。

4 场地膨胀岩工程对策

综合上述泥质膨胀岩的膨胀特性和力学性质，对本工程而言，抑制泥质岩膨胀和强度软化的产生，是防止泥质膨胀岩发生膨胀破坏的关键所在。设计阶段应重点考虑采取防渗措施，隔离工程区地表、地下水力联系，尽量使地基岩土的水环境不发生大的变化。同时，为防止建筑物因膨胀岩地基变形而产生的破坏，可考虑在满足功能要求的前提下，尽量将结构单块分小。

施工阶段应及时封闭地基岩土，防止和减少地基岩土遭受风干和干湿交替作用：应注意施工工艺的使用，降低对地基岩土的扰动，维持地基岩土的整体性。此外，在工程运行期间，应对泥质膨胀岩场地安排实施长期变形观测工作。

结束语

综上所述，该工程场地通过试验分析、研究，判定了泥质膨胀岩的工程特性，通过采取措施抑制泥质岩膨胀和强度软化的产生处理膨胀岩地基的方案，费用较低，效果理想，工程运行正常，实践证明是成功的。

参考文献