虞金林

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心江蘇總隊(duì)，江蘇 南京211135）

0 引言

巖體基本質(zhì)量分級(jí)， 是各類型工程巖體定級(jí)的基礎(chǔ)。 BQ 法作為國(guó)內(nèi)適用于各類型巖石工程的巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)， 由于其綜合參考了國(guó)內(nèi)外巖體質(zhì)量分級(jí)依據(jù)， 同時(shí)緊密結(jié)合我國(guó)巖體工程所具有的工程特征，因此具有較強(qiáng)的科學(xué)性和實(shí)用性，已在各巖體行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

1 BQ 分級(jí)法思路及其相關(guān)指標(biāo)的選取

國(guó)際《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》提出，在工程巖體特征的定性基礎(chǔ)之上，以巖體基本質(zhì)量指標(biāo)（BQ）對(duì)巖體劃分等級(jí)。 根據(jù)BQ值的大小，將工程巖體劃分為五個(gè)等級(jí)， 每一等級(jí)的巖體都具有相似的工程性質(zhì)，得到了工程巖體初步定級(jí)的結(jié)果。 巖體基本質(zhì)量指標(biāo)（BQ）的初步確定需要巖石的飽和抗壓強(qiáng)度（Rc）和巖體的完整性指數(shù)（Kv），在這兩個(gè)參數(shù)已經(jīng)確定時(shí)，BQ的取值可由式1 確定[1]：

當(dāng) Rc＞90Kv+30 時(shí)， 應(yīng)取 Rc= 90Kv+30 計(jì)算BQ；當(dāng) Kv＞0.04Rc+0.4 時(shí)，應(yīng)取 Kv= 0.04Rc+0.4 計(jì)算BQ[2]。

巖體的完整性指數(shù)（Kv）是對(duì)巖體完整程度進(jìn)行評(píng)價(jià)的定量指標(biāo)[3]。 完整性指數(shù)跟巖體的結(jié)構(gòu)面發(fā)育狀況有關(guān)，完整性指數(shù)越大，表明巖體內(nèi)結(jié)構(gòu)面閉合程度越好，巖體完整性越高。 巖體完整性指數(shù)按式（2）計(jì)算：

式2 中，vmp是巖體縱波速度，vrp是巖塊縱波波速。 式（2）表明，巖體的完整程度用縱波波速評(píng)價(jià)，巖體的結(jié)構(gòu)面發(fā)育特征對(duì)巖體波速有顯著影響。因此當(dāng)無(wú)法測(cè)出巖體波速數(shù)據(jù)時(shí)，可根據(jù)巖體的結(jié)構(gòu)面發(fā)育狀況確定巖體的完整性指數(shù)，具體方法可參考表1[4]。

表1 巖體完整性指數(shù)的定性取值

BQ 分級(jí)法主要考慮的是巖塊的強(qiáng)度以及巖體的完整性，但這兩個(gè)因素只是表述工程巖體自身性質(zhì)的基本分級(jí)因素。 除此之外，工程巖體的分級(jí)與所處的地質(zhì)環(huán)境密切相關(guān)，因此對(duì)工程巖體質(zhì)量的評(píng)價(jià)還需進(jìn)一步考慮修正因素，即用修正后的巖體基本質(zhì)量指標(biāo)［BQ］對(duì)巖體進(jìn)行分級(jí)。 在邊坡工程巖體質(zhì)量分級(jí)中，修正因素為：主要結(jié)構(gòu)面類型與延伸性修正因素λ、主要結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正因素K5以及地下水影響修正因素K4。修正值［BQ］的取值由式3 確定：

式 4 中，F(xiàn)1，F(xiàn)2，F(xiàn)3分別為邊坡傾向與主要結(jié)構(gòu)面傾向間關(guān)系影響的系數(shù)，主要結(jié)構(gòu)面傾角影響的系數(shù)以及主要結(jié)構(gòu)面傾角與邊坡傾角間關(guān)系影響的系數(shù)。具體修正方法可參照《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50218—2014）中的相關(guān)內(nèi)容，三種不同因素下修正系數(shù)的建議取值見(jiàn)表2，3 和4。

表2 修正系數(shù)（K4）關(guān)于地下水影響

表3 邊坡工程主要結(jié)構(gòu)面類型與延伸性修正系數(shù)λ

表4 邊坡工程主要結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正因素K5

邊坡工程巖體質(zhì)量分級(jí)時(shí)， 修正因素受地下水和結(jié)構(gòu)面狀態(tài)的影響， 未對(duì)天然地應(yīng)力的影響進(jìn)行修正， 這是邊坡巖體與地下工程巖體分級(jí)時(shí)的主要區(qū)別。 邊坡巖體的質(zhì)量受主控結(jié)構(gòu)面的影響， 因此在最新分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中增添了其詳細(xì)的修正系數(shù)。

2 實(shí)例分析

徐州市銅山區(qū)柳泉鎮(zhèn)楊山研究區(qū)邊坡類型分為五段， 選取每段巖體結(jié)構(gòu)面相應(yīng)層面及共軛節(jié)理面作為主控結(jié)構(gòu)面進(jìn)行分析。 巖體結(jié)構(gòu)面間距為70～100 cm，巖層厚度以中厚層為主，且?guī)r體結(jié)構(gòu)面一般處于閉合狀態(tài)，無(wú)充填，結(jié)合較好。 因此將巖體結(jié)構(gòu)定性為塊狀或厚層狀結(jié)構(gòu)， 巖體完整程度較好。

地下水修正因素也是BQ法分級(jí)時(shí)所需要已知的指標(biāo)。 研究區(qū)邊坡主要分布在楊山山脊及山坡，主要由寒武系上統(tǒng)崮山組、寒武系中統(tǒng)張夏組灰?guī)r巖溶裂隙含水層組成。 崮山組主要巖性為薄層泥質(zhì)灰?guī)r，中厚層條帶狀灰?guī)r，裂隙巖溶發(fā)育，以溶隙、溶洞為主，崮山組下段巖溶率可達(dá)9.5%。張夏組灰?guī)r裂隙、巖溶較發(fā)育，上段巖溶率平均為3.7%，巖溶裂隙連通性較好。 受大氣降水補(bǔ)給，富水性強(qiáng)。 修正系數(shù)K4根據(jù)表2 中方法所取。

結(jié)構(gòu)面發(fā)育特征亦是進(jìn)行巖體分級(jí)時(shí)所要考慮的因素，節(jié)理面為主要結(jié)構(gòu)面，且貫穿性較好，因此取巖體結(jié)構(gòu)面類型與延伸性影響修正系數(shù)λ=0.85。

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的各地質(zhì)點(diǎn)層面的產(chǎn)狀以及結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正系數(shù)F1，F(xiàn)2和F3的建議取值見(jiàn)表5。

《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50218—2014）中規(guī)定根據(jù)［BQ］值的大小以及巖體質(zhì)量的定性特征將巖體劃分為五個(gè)等級(jí)，具體分級(jí)方法可參考表6。

各地層分層巖體質(zhì)量分級(jí)結(jié)果見(jiàn)表7。

表5 結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響因素修正系數(shù)建議取值

表6 巖體質(zhì)量分級(jí)方法

表7 BQ 法工程巖體質(zhì)量分級(jí)結(jié)果

3 結(jié)語(yǔ)

（1）BQ分級(jí)法主要通過(guò)巖塊強(qiáng)度及巖體完整性對(duì)工程巖體自身性質(zhì)進(jìn)行基本分級(jí)。

（2）工程巖體的分級(jí)與所處的地質(zhì)環(huán)境密切相關(guān)。在結(jié)合了主要結(jié)構(gòu)面類型與延伸性修正因素λ、主要結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正因素K5以及地下水影響修正因素K4三個(gè)修正因素， 將更準(zhǔn)確地對(duì)邊坡工程巖體質(zhì)量進(jìn)行分級(jí)。