井巷工程課件-巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)

井巷工程中巖石性質(zhì)及工程分級(jí)本課件深入探討井巷工程中巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)。我們將系統(tǒng)分析巖石特性，了解其對(duì)工程設(shè)計(jì)和施工的影響。巖石性質(zhì)概述物理性質(zhì)包括密度、孔隙率和含水量等力學(xué)性質(zhì)如強(qiáng)度、變形性和穩(wěn)定性化學(xué)性質(zhì)涉及礦物成分和化學(xué)反應(yīng)性工程特性對(duì)施工和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響巖石成因及分類1火成巖由巖漿冷卻形成2沉積巖由沉積物壓實(shí)膠結(jié)而成3變質(zhì)巖由其他巖石在高溫高壓下變化而成巖石礦物組成及結(jié)構(gòu)特征礦物組成石英、長石、云母等常見礦物。不同礦物比例決定巖石類型。結(jié)構(gòu)特征晶體大小、形狀和排列方式。影響巖石物理性質(zhì)和強(qiáng)度。巖石物理性質(zhì)密度單位體積的質(zhì)量，影響巖石重量和壓力孔隙率孔隙體積占總體積的比例，影響滲透性含水量巖石中水分含量，影響強(qiáng)度和穩(wěn)定性巖石物理性質(zhì)指標(biāo)及測(cè)試方法指標(biāo)測(cè)試方法密度浮力法孔隙率飽和法含水量烘干法巖石強(qiáng)度性質(zhì)抗壓強(qiáng)度巖石承受壓力的能力，影響支護(hù)設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度巖石抵抗拉伸力的能力，影響開挖穩(wěn)定性剪切強(qiáng)度巖石抵抗剪切力的能力，影響邊坡穩(wěn)定性巖石強(qiáng)度指標(biāo)及測(cè)試方法單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)測(cè)定巖石抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)方法巴西劈裂試驗(yàn)間接測(cè)定巖石抗拉強(qiáng)度的方法三軸壓縮試驗(yàn)測(cè)定巖石在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度特性巖體結(jié)構(gòu)特征及其分級(jí)1完整巖體無明顯裂隙，整體性好2塊狀巖體有少量裂隙，整體性較好3層狀巖體有明顯層理，整體性一般4碎裂巖體裂隙發(fā)育，整體性差巖體完整性及其評(píng)價(jià)5完整巖體RQD值大于90%，極少裂隙4較完整巖體RQD值75-90%，少量裂隙3較破碎巖體RQD值50-75%，中等裂隙2破碎巖體RQD值25-50%，裂隙發(fā)育巖體風(fēng)化特征及分級(jí)1新鮮巖體無風(fēng)化跡象2微風(fēng)化巖體輕微褪色，強(qiáng)度略降3中等風(fēng)化巖體明顯褪色，強(qiáng)度降低4強(qiáng)風(fēng)化巖體大部分礦物風(fēng)化，強(qiáng)度顯著降低5完全風(fēng)化巖體全部風(fēng)化，接近土狀飽和巖石性質(zhì)指標(biāo)及其測(cè)試飽和度測(cè)試測(cè)定巖石孔隙被水填充的程度，影響強(qiáng)度和穩(wěn)定性飽和抗壓強(qiáng)度測(cè)定飽和狀態(tài)下巖石的抗壓能力，通常低于干燥狀態(tài)巖石工程分類體系1RMR分類巖體質(zhì)量分級(jí)系統(tǒng)，考慮多項(xiàng)參數(shù)2Q系統(tǒng)隧道質(zhì)量指數(shù)，適用于隧道工程3GSI系統(tǒng)地質(zhì)強(qiáng)度指數(shù)，評(píng)估巖體強(qiáng)度4RQD系統(tǒng)巖體質(zhì)量指標(biāo)，基于鉆芯完整性巖石工程分類標(biāo)準(zhǔn)分類系統(tǒng)評(píng)分范圍巖體質(zhì)量RMR0-100很差-極好Q系統(tǒng)0.001-1000極差-極好GSI0-100很差-很好各類巖體的工程特性堅(jiān)硬巖體高強(qiáng)度，穩(wěn)定性好，開挖困難軟弱巖體低強(qiáng)度，易變形，需加強(qiáng)支護(hù)破碎巖體整體性差，易塌落，需特殊處理易風(fēng)化巖層的特點(diǎn)強(qiáng)度降低隨風(fēng)化程度加深，巖石強(qiáng)度顯著降低滲透性增加風(fēng)化過程中裂隙增多，導(dǎo)致滲透性增加體積變化風(fēng)化可能導(dǎo)致巖石體積膨脹或收縮穩(wěn)定性差易風(fēng)化巖層在工程中容易產(chǎn)生不穩(wěn)定問題堅(jiān)硬完整巖體的特點(diǎn)高強(qiáng)度抗壓、抗拉強(qiáng)度高低變形性在應(yīng)力作用下變形小良好穩(wěn)定性自立能力強(qiáng)，支護(hù)要求低高完整性裂隙少，整體性好破碎風(fēng)化巖體的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)松散裂隙發(fā)育，巖塊間連接差強(qiáng)度低整體強(qiáng)度顯著降低，易變形滲透性高裂隙發(fā)達(dá)，水力特性復(fù)雜松散土質(zhì)巖體的特點(diǎn)低承載力承載能力差，易產(chǎn)生沉降高孔隙率含水量大，易受水影響易塌陷自穩(wěn)能力差，需及時(shí)支護(hù)膨脹性巖體的特點(diǎn)1吸水膨脹遇水后體積顯著增大2強(qiáng)度降低膨脹后強(qiáng)度和剛度降低3壓力增加膨脹可產(chǎn)生巨大膨脹壓力4工程難度大施工和維護(hù)難度增加崩理性巖體的特點(diǎn)層理發(fā)育巖層呈薄層狀，易分離各向異性不同方向性質(zhì)差異大穩(wěn)定性差易產(chǎn)生板狀剝落支護(hù)困難需采取特殊支護(hù)措施巖石概征在工程中的應(yīng)用1工程設(shè)計(jì)基于巖石性質(zhì)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案2施工方法選擇合適的開挖和支護(hù)方法3安全評(píng)估預(yù)測(cè)和防范地質(zhì)災(zāi)害4工程造價(jià)估算施工難度和成本地質(zhì)勘察在工程設(shè)計(jì)中的作用確定地質(zhì)條件了解工程區(qū)巖土性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造評(píng)估工程風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別潛在地質(zhì)災(zāi)害和施工難點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案根據(jù)地質(zhì)條件調(diào)整工程設(shè)計(jì)指導(dǎo)施工為施工方法選擇提供依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)巖石性質(zhì)檢測(cè)的意義驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)確保設(shè)計(jì)參數(shù)與實(shí)際情況相符指導(dǎo)施工根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整施工方案評(píng)估穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)巖體變形和穩(wěn)定性變化優(yōu)化支護(hù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)調(diào)整支護(hù)措施巖石性質(zhì)測(cè)試結(jié)果的分析1數(shù)據(jù)收集收集各項(xiàng)巖石性質(zhì)測(cè)試數(shù)據(jù)2統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理和分析3結(jié)果解釋解釋數(shù)據(jù)反映的巖石工程特性4工程應(yīng)用將分析結(jié)果應(yīng)用于工程實(shí)踐巖石性質(zhì)參數(shù)的選用設(shè)計(jì)參數(shù)選用偏保守值，確保工程安全施工參數(shù)選用平均值，反映實(shí)際工況監(jiān)測(cè)參數(shù)選用敏感值，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常工程實(shí)踐中巖石問題的解決開挖技術(shù)根據(jù)巖石硬度選擇合適的開挖方法支護(hù)措施針對(duì)不同巖體特性設(shè)計(jì)支護(hù)系統(tǒng)防水處理解決巖體滲水問題，確保工程干燥結(jié)構(gòu)性巖體問題的解決巖體加固使用錨桿、錨索加強(qiáng)巖體整體性灌漿處理填充裂隙，提高巖體強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力支護(hù)主動(dòng)施加壓力，控制巖體變形柔性支護(hù)適應(yīng)巖體變形，避免應(yīng)力集中均質(zhì)性巖體問題的解決應(yīng)力分析準(zhǔn)確計(jì)算巖體受力狀態(tài)合理開挖控制開挖序列和步驟支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)均衡的支護(hù)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)反饋及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)風(fēng)化巖體問題的解決表面處理清除松散風(fēng)化層，暴露新鮮巖面加固注漿注入固化材料，提高巖體強(qiáng)度防風(fēng)化措施采用封閉劑防止進(jìn)一步風(fēng)化排水設(shè)計(jì)有效排水，減少水對(duì)巖體的影響地質(zhì)災(zāi)害巖體問題的解決1危險(xiǎn)評(píng)估全面評(píng)估地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)2監(jiān)測(cè)預(yù)警建立實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)