GB/T 50218-2014 工程巖體分級標準 （完整版）
1 總 則
1.0.1 為統(tǒng)一工程巖體分級方法，并為巖石工程勘察、設計、施工和運行提供基本依據(jù)，制定本標準。
1.0.2 本標準適用于各類型巖石工程的巖體分級。
1.0.3 工程巖體分級應采用定性與定量相結合的方法，并分兩步進行，先確定巖體基本質量，再結合具體工程的特點確定工程巖體級別。
1.0.4 工程巖體分級，除應符合本標準外，尚應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。
2 術語和符號
2.2 符 號
γ——巖體重力密度；
Rc——巖石飽和單軸抗壓強度；
Is(50)——巖石點荷載強度指數(shù)；
E——巖體變形模量；
μ——巖體泊松比；
φ——巖體或結構面內摩擦角；
c——巖體或結構面黏聚力；
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——地下工程主要結構面產狀影響修正系數(shù)；
K3——初始應力狀態(tài)影響修正系數(shù)；
K4——邊坡工程地下水影響修正系數(shù)；
K5——邊坡工程主要結構面產狀影響修正系數(shù)；
λ——邊坡工程主要結構面類型與延伸性修正系數(shù)；
f0——巖體基巖承載力基本值；
BQ——巖體基本質量指標；
[BQ]——工程巖體質量指標；
H——巖石地下工程埋深或巖石邊坡高度。
3 巖體基本質量的分級因素
4 巖體基本質量分級
5 工程巖體級別的確定
附錄A RC、IS(50)測試的規(guī)定
A.0.1 巖石飽和單軸抗壓強度Rc的測試應符合下列規(guī)定：
1 試驗取樣應根據(jù)地層巖性變化及巖體分級單元進行布置，并能反映擬分級巖體的堅硬程度及其變化規(guī)律。
2 標準試件為圓柱形，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 試件加工精度應符合下列要求：
1)試件兩端面不平行度誤差不應大于0.05mm；
2)沿試件高度、直徑的誤差不應大于0.3mm；
3)端面應垂直于試件軸線，最大偏差不應大于0.25°。
4 可采用自由吸水法或強制飽和法使試件吸水飽和。對軟巖或極軟巖，試件應采取保護措施。
5 試驗時，試件應置于試驗機承壓板中心，試件兩端面應與試驗機上下壓板接觸均勻。應以每秒0.5MPa～1.0MPa的速率加載直至破壞。應根據(jù)破壞載荷及試件截面面積計算巖石單軸抗壓強度。
6 每組試件數(shù)量不應少于3個。
A.0.2 巖石點荷載強度指數(shù)Is(50)的測試應符合下列規(guī)定：
1 巖石點荷載強度指數(shù)Is(50)的測試，其試件尺寸應符合下列規(guī)定：
1)徑向巖心加載試驗，巖心直徑宜為30mm～70mm，長度應為試件直徑的1.4倍；
2)巖心軸向加載試驗，巖心直徑宜為30mm～70mm，長度為試件直徑的0.5倍～1.0倍；
3)方塊體試件或不規(guī)則塊體試件，試件的最短邊長宜為30mm～80mm，加荷點間距D與通過兩加載點的最小截面平均寬度W之比宜為0.5～1.0，且加載點至自由端的距離L應大于0.5D。
2 巖石點荷載強度指數(shù)測試過程中，沿加載點間的距離量測允許偏差應為±2％。巖心軸向試驗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的最小截面平均寬度W，其量測允許偏差應為±5％。
3 試驗時應連續(xù)均勻加載，使試件控制在10s～60s內破壞。當破壞面貫穿整個試件，并通過兩加載點時，試驗結果方應有效。
4 未經修正的巖石點荷載強度指數(shù)應按下式計算：
式中：Is——未經修正的點荷載強度指數(shù)(MPa)；
P——破壞載荷(N)；
De——等價巖心直徑(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，其等效巖心直徑De應分別按下列公式計算：
式中：D——加載點間的距離(mm)；
A——通過兩加載點的最小截面積(mm2)；
W——通過兩加載點的最小截面平均寬度(mm)。
5 巖石點荷載強度指數(shù)應換算成直徑為50mm的標準試件的點荷載強度指數(shù)Is(50)。Is(50)可按下列公式計算：
式中：Kd——尺寸效應修正系數(shù)；
m——修正指數(shù)，可取0.40～0.45，也可根據(jù)同類巖石的實測資料，通過在對數(shù)坐標圖上繪制不同等效直徑的P～D2c關系圖，并用作圖法確定。
6 點荷載強度指數(shù)測試，同組試驗巖樣數(shù)量不應少于10個。試驗成果應為舍去最大、最小測試值后的算術平均值。
7 點荷載測試不適用于礫巖和Rc不大于5MPa的極軟巖。
附錄B KV、JV測試的規(guī)定
B.0.1 巖體完整性指數(shù)Kv的測試應符合下列規(guī)定：
1 應針對不同的工程地質巖組或巖性段，選擇有代表性的測段，測試巖體彈性縱波速度，并應在同一巖體中取樣，測試巖石彈性縱波速度。
2 對于巖漿巖，巖體彈性縱波速度測試宜覆蓋巖體內各裂隙組發(fā)育區(qū)域；對沉積巖和沉積變質巖層，彈性波測試方向宜垂直于或大角度相交于巖層層面。
3 Kv值應按下式計算：
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的測試應符合下列規(guī)定：
1 應針對不同的工程地質巖組或巖性段，選擇有代表性的出露面或開挖壁面進行節(jié)理(結構面)統(tǒng)計。有條件時宜選擇兩個正交巖體壁面進行統(tǒng)計。
2 巖體體積節(jié)理數(shù)Jv的測試應采用直接法或間距法。
3 間距法的測試應符合下列規(guī)定：
1)測線應水平布置，測線長度不宜小于5m；根據(jù)具體情況，可增加垂直測線，垂直測線長度不宜小于2m。
2)應對與測線相交的各結構面跡線交點位置及相應結構面產狀進行編錄，并根據(jù)產狀分布情況對結構面進行分組。
3)應對測線上同組結構面沿測線方向間距進行測量與統(tǒng)計，獲得沿測線方向視間距。應根據(jù)結構面產狀與測線方位，計算該組結構面沿法線方向的真間距，其算術平均值的倒數(shù)即為該組結構面沿法向每米長結構面的條數(shù)。
4)對跡線長度大于1m的分散節(jié)理應予以統(tǒng)計，已為硅質、鐵質、鈣質膠結的節(jié)理不應參與統(tǒng)計。
5)Jv值應根據(jù)節(jié)理統(tǒng)計結果按下式計算：
式中：Jv——巖體體積節(jié)理數(shù)(條／m3)；
n——統(tǒng)計區(qū)域內結構面組數(shù)；
Si——第i組結構面沿法向每米長結構面的條數(shù)；
S0——每立方米巖體非成組節(jié)理條數(shù)。
附錄C 巖體初始應力場評估
C.0.1 沒有巖體初始應力實測成果時，可根據(jù)地形和地質勘察資料，按下列方法對初始應力場作出評估：
1 較平緩的孤山體，一般情況下，初始應力的鉛直向應力為自重應力，水平向應力不大于
。
2 通過對歷次構造形跡的調查和對近期構造運動的分析，以第一序次為準，根據(jù)復合關系，確定最新構造體系，據(jù)此確定初始應力的最大主應力方向。
當鉛直向應力為自重應力，且是主應力之一時，水平向主應力較大的一個，可取0.8γH～1.2γH或更大。
3 埋深大于1000m，隨著深度的增加，初始應力場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，可劃分為應力松弛區(qū)、應力過渡區(qū)、應力穩(wěn)定區(qū)和河底應力集中區(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)，水平向應力應按原覆蓋層厚度計算，其覆蓋層厚度應包括已剝蝕的部分。
C.0.2 根據(jù)巖體開挖或鉆孔取心過程中出現(xiàn)的高初始應力條件下的主要現(xiàn)象，可按表C.0.2評估工程巖體所對應的強度應力比范圍值。
表C.0.2 工程巖體強度應力比評估
注：σmax為垂直洞軸線方向的最大初始應力。
附錄D 巖體及結構面物理力學參數(shù)
D.0.1 巖體物理力學參數(shù)可按表D.0.1確定。
表D.0.1 巖體物理力學參數(shù)
D.0.2 巖體結構面抗剪斷峰值強度參數(shù)可按表D.0.2確定。
表D.0.2 巖體結構面抗剪斷峰值強度
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°的陡傾巖質邊坡。
