高 銳

工程地質(zhì)巖組與巖體質(zhì)量分級在工程中應(yīng)用對比

高 銳

（黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院，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)量級別的判別結(jié)果也會出現(xiàn)差異。巖體質(zhì)量分級雖然可以提供相應(yīng)的力學(xué)參數(shù)，但當(dāng)面對復(fù)雜的地質(zhì)條件時仍然較難區(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)合巖石工程實際，劃分工程地質(zhì)巖組成為評判工程地質(zhì)條件的基礎(chǔ)。同時，在巖石地下工程設(shè)計及施工中還應(yīng)有巖體質(zhì)量分級作為基本依據(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)量分級有各不相同的手段，同時其依據(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)常會涉及到巖塊工程分類以及巖體質(zhì)量分級的應(yīng)用，以此來使工程設(shè)計及施工的服務(wù)目標(biāo)更加具體。文章就對工程地質(zhì)巖組與巖體質(zhì)量分級的應(yīng)用及特征進(jìn)行分析、對比，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)條件評價提供了基本依據(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。對巖組的正確劃分可促進(jìn)對巖體結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，提高對巖體穩(wěn)定性的評價。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)計提供服務(wù)，與其相對應(yīng)的結(jié)構(gòu)面與結(jié)構(gòu)體級別都不高，且并非屬于大區(qū)域范圍上的宏觀。

2 巖體質(zhì)量分級

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級為主，其余還有3級、4級、7級與9級等等。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級隧道圍巖的分級方案，水利部門則提出了關(guān)于16級巖土開挖的分級方案。在這兩個方案中，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)場場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)。在整個巖石工程規(guī)劃、設(shè)計與施工時，巖體質(zhì)量類別自然也會隨之發(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地質(zhì)體揭露部位以及相應(yīng)的認(rèn)識程度逐漸提高存在密切關(guān)聯(lián)，且工程施工必然會對圍巖存在擾動影響。

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)定性而實施的巖體質(zhì)量分級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，對巖體分級采用的多指標(biāo)和差法、積商法計算都是取幾個關(guān)鍵性指標(biāo)作進(jìn)行加法或者乘積運(yùn)算。在長時間對巖石工程中出現(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)條件相對簡單的情況下使用巖體質(zhì)量分類，而在相對復(fù)雜的地質(zhì)條件下，巖體質(zhì)量分級意義降低而應(yīng)轉(zhuǎn)為剖析地質(zhì)因素及環(huán)境條件?；诖?，在復(fù)雜的地質(zhì)條件下，采用工程地質(zhì)巖組會體現(xiàn)出其很好的適用性。在巖體分級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)條件分析評價的核心內(nèi)容與表現(xiàn)形式。巖體質(zhì)量分級將巖體自身結(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)計及施工的一個關(guān)鍵依據(jù)。當(dāng)處于復(fù)雜的地質(zhì)條件下時，對巖體結(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)要素對巖體穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響，更深刻的認(rèn)識到變形破壞模式，為工程設(shè)計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)量等級分類中的應(yīng)用［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報，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。