高 銳

工程地質(zhì)巖組與巖體質(zhì)量分級(jí)在工程中應(yīng)用對(duì)比

高 銳

（黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱150080）

由于諸多不良地質(zhì)的影響，不同建設(shè)階段巖體質(zhì)量級(jí)別的判別結(jié)果也會(huì)出現(xiàn)差異。巖體質(zhì)量分級(jí)雖然可以提供相應(yīng)的力學(xué)參數(shù)，但當(dāng)面對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)條件時(shí)仍然較難區(qū)分變形破壞模式，不利于開挖及支護(hù)方案的制定。因此，結(jié)合巖石工程實(shí)際，劃分工程地質(zhì)巖組成為評(píng)判工程地質(zhì)條件的基礎(chǔ)。同時(shí)，在巖石地下工程設(shè)計(jì)及施工中還應(yīng)有巖體質(zhì)量分級(jí)作為基本依據(jù)，做到兩者相輔相成，相互結(jié)合應(yīng)用才能更有效發(fā)揮不同階段工程效果判別的對(duì)比結(jié)果。

工程地質(zhì)巖組；巖體質(zhì)量分析；巖石工程

就可操作技術(shù)方法方面來看，工程地質(zhì)的分組、分區(qū)以及巖體質(zhì)量分級(jí)有各不相同的手段，同時(shí)其依據(jù)與使用層次范圍也都不盡相同，服務(wù)工程階段也存在著顯著差別，但它們之間又存在著一定的必然關(guān)聯(lián)。在巖石力學(xué)中經(jīng)常會(huì)涉及到巖塊工程分類以及巖體質(zhì)量分級(jí)的應(yīng)用，以此來使工程設(shè)計(jì)及施工的服務(wù)目標(biāo)更加具體。文章就對(duì)工程地質(zhì)巖組與巖體質(zhì)量分級(jí)的應(yīng)用及特征進(jìn)行分析、對(duì)比，以促進(jìn)兩者的進(jìn)一步發(fā)展與融合。

1 工程地質(zhì)巖組

完整巖石工程地質(zhì)分類、工程地質(zhì)巖組、巖體結(jié)構(gòu)分類、結(jié)構(gòu)面及結(jié)構(gòu)體分級(jí)與工程地質(zhì)分區(qū)，構(gòu)成了在以巖體工程地質(zhì)力學(xué)觀點(diǎn)基礎(chǔ)上的可操作技術(shù)方法，為工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)提供了基本依據(jù)［1］。在巖體工程地質(zhì)力學(xué)的相關(guān)研究中，巖組也就是指巖石的工程地質(zhì)組合。對(duì)巖組的正確劃分可促進(jìn)對(duì)巖體結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，提高對(duì)巖體穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)。巖組劃分是在以巖體工程地質(zhì)力學(xué)觀點(diǎn)的基礎(chǔ)上出發(fā)。加之工程巖體要比地質(zhì)體小，因此巖組劃分不宜太大，應(yīng)以建造類型作為根本基礎(chǔ)。通常工程地質(zhì)巖組是為工程規(guī)劃及設(shè)計(jì)提供服務(wù)，與其相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)面與結(jié)構(gòu)體級(jí)別都不高，且并非屬于大區(qū)域范圍上的宏觀。

2 巖體質(zhì)量分級(jí)

在工程地質(zhì)及巖體力學(xué)中，巖塊與巖體的工程分類一直都是探究的重要課題。一般來說，巖體分類在數(shù)量上以5級(jí)為主，其余還有3級(jí)、4級(jí)、7級(jí)與9級(jí)等等。加之將施工條件與技術(shù)條件考慮在內(nèi)，鐵道部門還提出了關(guān)于6級(jí)隧道圍巖的分級(jí)方案，水利部門則提出了關(guān)于16級(jí)巖土開挖的分級(jí)方案。在這兩個(gè)方案中，都將土體的存在與影響內(nèi)容包含其中。在渠道及壩基的開挖過程中，由于施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地多在地下水位以上，挖掘的巖土具有干燥、不飽水的特點(diǎn)，因此需使用抗壓強(qiáng)度值與巖石單軸飽和作為主要的分類指標(biāo)依據(jù)。在整個(gè)巖石工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)與施工時(shí)，巖體質(zhì)量類別自然也會(huì)隨之發(fā)生一些變化，相應(yīng)的就需作出調(diào)整，這與不同勘察階段對(duì)地質(zhì)體揭露部位以及相應(yīng)的認(rèn)識(shí)程度逐漸提高存在密切關(guān)聯(lián)，且工程施工必然會(huì)對(duì)圍巖存在擾動(dòng)影響。

3 工程地質(zhì)巖組與巖體質(zhì)量的關(guān)系分析

在以巖石建造與巖體結(jié)構(gòu)控制論為基礎(chǔ)上，工程地質(zhì)巖組、圍巖體強(qiáng)度或穩(wěn)定性而實(shí)施的巖體質(zhì)量分級(jí)具有各不相同的特點(diǎn)與適用范圍。

前者強(qiáng)調(diào)控制性結(jié)構(gòu)與巖性組合，后者雖為設(shè)計(jì)及施工提供了力學(xué)參數(shù)范圍，但當(dāng)處于復(fù)雜的地質(zhì)條件下時(shí)卻存在尺度分辨率、方向等方面的一些問題，無法將變形破壞模式予以界定清楚，需要與巖組結(jié)合起來。一般來說，對(duì)巖體分級(jí)采用的多指標(biāo)和差法、積商法計(jì)算都是取幾個(gè)關(guān)鍵性指標(biāo)作進(jìn)行加法或者乘積運(yùn)算。在長(zhǎng)時(shí)間對(duì)巖石工程中出現(xiàn)的問題總結(jié)來看，在地質(zhì)條件不同的基礎(chǔ)上，各個(gè)因素以及指標(biāo)的權(quán)重或者作業(yè)并非均等的，這也可以作為同等質(zhì)量級(jí)別巖體發(fā)生問題以及程度是否嚴(yán)重不等的原因。在巖體質(zhì)量計(jì)算方法中，結(jié)構(gòu)層次性及因素權(quán)重并未有特別的體現(xiàn)，這也就形成了在地質(zhì)條件相對(duì)簡(jiǎn)單的情況下使用巖體質(zhì)量分類，而在相對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)條件下，巖體質(zhì)量分級(jí)意義降低而應(yīng)轉(zhuǎn)為剖析地質(zhì)因素及環(huán)境條件。基于此，在復(fù)雜的地質(zhì)條件下，采用工程地質(zhì)巖組會(huì)體現(xiàn)出其很好的適用性。在巖體分級(jí)中所考量的因素不同不僅取決于工程類型及規(guī)模，而且與地質(zhì)條件的特點(diǎn)與復(fù)雜程度存在很大關(guān)聯(lián)。

基于巖體結(jié)構(gòu)控制論點(diǎn)的工程地質(zhì)巖組劃分以及工程地質(zhì)分區(qū)屬于大尺度范圍上工程地質(zhì)條件分析評(píng)價(jià)的核心內(nèi)容與表現(xiàn)形式。巖體質(zhì)量分級(jí)將巖體自身結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度特征以及環(huán)境條件均綜合考慮在內(nèi)，是設(shè)計(jì)及施工的一個(gè)關(guān)鍵依據(jù)。當(dāng)處于復(fù)雜的地質(zhì)條件下時(shí)，對(duì)巖體結(jié)構(gòu)的尺度分辨率不確定性及因素權(quán)重的均等性進(jìn)行處理，將巖體分類應(yīng)用與工程地質(zhì)巖組有效的相結(jié)合，可更好的認(rèn)清不同地質(zhì)要素對(duì)巖體穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響，更深刻的認(rèn)識(shí)到變形破壞模式，為工程設(shè)計(jì)的順利開展可奠定良好基礎(chǔ)。

［1］姚銀佩，李夕兵，宮鳳強(qiáng)等.加權(quán)距離判別分析法在巖體質(zhì)量等級(jí)分類中的應(yīng)用［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2010，29（z2）：4119-4123.

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1007-7596（2015）07-0173-01

2015-06-28

高銳（1981-），男，黑龍江齊齊哈爾人，工程師。