[拼音]：weiyan fenlei

[外文]：classification of rock mass

圍巖分類的目的是為了對隧道及地下建筑工程周圍的地層進(jìn)行工程地質(zhì)的客觀評價，判斷坑道或洞室的穩(wěn)定性，確定支護(hù)的荷載和設(shè)計參數(shù)，確定施工方法，選擇鉆孔和開挖等施工機(jī)械，以及確定施工定額和預(yù)算等。

發(fā)展概況

隧道及地下工程圍巖分類是在長期實(shí)踐的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，并與地質(zhì)科學(xué)、巖土工程和量測技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。初期的圍巖分類多以單一的巖石強(qiáng)度作為分類指標(biāo)。例如1949年前中國采用的堅石、次堅石、軟石、硬土、普通土和松軟土的分類法，以及中華人民共和國成立后廣泛應(yīng)用的“f”值分類法(即普羅托季亞科諾夫分類法，1907年)。這類方法在評價坑道或洞體穩(wěn)定性方面是不充分的;但在選擇鉆孔機(jī)械，確定掘進(jìn)機(jī)類型，尤其是確定松散圍巖的地壓值等方面仍有一定意義。1970年后，以巖體為對象的分類方法獲得了迅速發(fā)展。如泰爾扎吉分類法(1974年)、巴頓分類法（1974年）、別尼亞夫斯基分類法（1974年）、法國隧道協(xié)會(AFTES)分類法（1975年），以及中國鐵路隧道圍巖分類（1975年）和水工隧洞圍巖分類(1983年)等。這些分類法多數(shù)是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)的定性分類，但由于反映了圍巖的地質(zhì)構(gòu)造特征、圍巖的結(jié)構(gòu)面狀態(tài)、風(fēng)化狀況、地下水情況以及洞室埋深等，因此在評價坑道或洞體穩(wěn)定性、確定支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)和選擇施工方法等方面得到了廣泛的應(yīng)用。

近期的圍巖分類中，引進(jìn)了巖體力學(xué)的基本概念和數(shù)理統(tǒng)計方法，如考慮初始應(yīng)力場、坑道周邊位移值，以及量測信息等，使圍巖分類逐漸從定性分類向定量分類方向發(fā)展。如拉布采維茨-帕赫分類(1974年)、 日本地質(zhì)學(xué)會的新奧法圍巖分類（1979年）、奧地利阿爾貝格隧道的圍巖分類（1979年）、蘇聯(lián)頓巴斯礦區(qū)的圍巖分類(1979年)等。圍巖分類的重要發(fā)展是把量測信息引進(jìn)到分類之中，即根據(jù)量測的初期位移速度，拱頂下沉和洞體水平向的收斂、變形等進(jìn)行分類。這也為隧道及地下工程的信息設(shè)計和施工打下了基礎(chǔ)。到目前為止，已經(jīng)提出的和正在應(yīng)用的圍巖分類約有50多種，但其中絕大多數(shù)仍處于定性描述或經(jīng)驗(yàn)判別的階段，尚需進(jìn)一步研究和完善。

分類要素

在圍巖分類中，最有影響的要素有：

（1）圍巖的構(gòu)造。指圍巖被各種地質(zhì)結(jié)構(gòu)面切割的程度以及被切割的巖塊的尺寸和組合形態(tài)，在分類中它是一個起主導(dǎo)作用的因素。視裂縫間距，即被結(jié)構(gòu)面切割的巖塊的大小，可將圍巖分成如表所示的幾種類型。

（2）原巖或巖體的物理力學(xué)性質(zhì)。包括單軸或三軸強(qiáng)度和變形特性，如抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度以及彈性模量或變形模量等。一般說，在完整巖體中，原巖的指標(biāo)是基本的；在非完整（裂隙）巖體中，巖體的指標(biāo)是主要的。

（3）地下水。地下水的水量和水壓等對分類有重大影響，尤其是對軟巖和破碎、松散圍巖，它們導(dǎo)致巖質(zhì)軟化、降低強(qiáng)度。在有軟弱結(jié)構(gòu)面的圍巖中，地下水會沖走充填物或使夾層液化等。因而在一些分類法中，都考慮了它的定性的或定量的影響。

（4）圍巖的初應(yīng)力場。在現(xiàn)代圍巖分類中，尤其是對于深埋隧道和軟弱圍巖而言，這一要素占有重要的地位。初應(yīng)力場通常以上覆巖（土）體的重力來決定，并視為靜水應(yīng)力場；也可通過實(shí)地量測大致判定原巖應(yīng)力場的大小及其方向。

分類依據(jù)

（1）單一巖性指標(biāo)。如巖石抗壓強(qiáng)度和彈性模量等物性指標(biāo)，以及諸如抗鉆性、抗爆性、開挖難易度等工藝指標(biāo)。在為某些特定目的的分類中，如確定鉆孔工效、炸藥消耗量等，可采用相應(yīng)的工藝指標(biāo)（鉆孔速度等）進(jìn)行分類。

（2）綜合巖性指標(biāo)。指標(biāo)是單一的，但反映的因素是綜合的。如巖體彈性波速度，既可反映圍巖的軟硬程度，又可反映圍巖的破碎程度。巖芯復(fù)原率是在反映巖體破碎程度的同時，還表示圍巖軟、硬分級的一個指標(biāo)。這類指標(biāo)，還有修正后的普氏系數(shù)、坑道自穩(wěn)時間、圍巖強(qiáng)度等。

（3）復(fù)合巖性指標(biāo)。是用兩個或兩個以上的單一巖性指標(biāo)或綜合巖性指標(biāo)表示。例如，已確定分類要素為A、B、C，則復(fù)合巖性指標(biāo)可用下述方法之一來確定：

和差法　　　　α＝A±B±C

積商法　　 　然后用??進(jìn)行分類。目前，許多分類都采用了這個方法。

（4）量測數(shù)據(jù)。是用量測到的位移（坑道周邊收斂值、拱頂下沉值、初始位移速度等），或荷載信息作為分類的指標(biāo)，如蘇聯(lián)頓巴斯礦區(qū)、日本的新奧法設(shè)計和施工細(xì)則中所采用的。這類指標(biāo)可以避免許多不確定的因素和影響，并能較好地反映坑道圍巖的力學(xué)狀態(tài)的變化。

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標(biāo)簽：圍巖分類

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