基于ShapeMetrix 3D及修正BQ分级法的节理岩体稳定性分级

岩体稳定性分级是反映岩体完整性、判断岩体质量好坏、确保矿山开采安全的重要工作。为了准确高效地获得岩体节理产状信息,采用非接触式测量法调查岩体结构面。以大冶铁矿为工程背景,利用ShapeMetrix 3D系统对该矿现场19处节理裂隙进行了精确扫描和测量,并对节理裂隙的几何参数进行了统计分析,得到了岩体产状信息。利用测量数据,基于修正的BQ分级法对该矿岩体进行分级,并将此分级结果与Q分级法和RMR分级法的分级结果进行对比,结果表明:由3种分级方法得到的岩体质量等级基本一致,岩体稳定性基本为Ⅱ级,个别位置为Ⅲ级,稳定性较好。

岩爆隧道岩体质量评价的BQ法优化

探讨优化工程岩体分级标准BQ方法,使其更好地应用于岩爆隧道中。(1)综合RSR法、RMR法和HC法对结构面产状、洞轴线方向和掘进方向对围岩稳定性影响的考虑,对主要软弱结构面产状影响修正系数(K_2)进行了优化。当结构面走向与洞轴线垂直并且结构面陡倾,倾向与掘进方向同向时,围岩稳定性最好,K_2取小值;当结构面走向与洞轴线平行时,围岩稳定性最差,K_2取大值。(2)结合岩爆烈度分级体系,针对硬岩高地应力隧道,对初始应力状态影响修正系数(K_3)进行了优化。轻微岩爆对围岩基本质量指标BQ值较高的围岩影响较小,K_3取小值;岩爆级别越高,对围岩的稳定越不利,K_3取大值。对四川泥巴山隧道的部分掌子面围岩应用优化后的BQ方法重新计算[BQ]值并确定级别,分级结果与实际情况更吻合,能更好地用于确定围岩支护措施。

基于加权平均法修正BQ法的巷道围岩稳定性分级应用研究

岩土工程界广泛应用BQ法进行围岩稳定性分级,在分级过程中考虑地应力、结构面和地下水因素3个修正指标进行修正,而地下水影响因素修正系数和结构面影响的修正系数这2个指标在确定过程中存在分歧,提出采用加权平均法进行修正确定,给出修正模型和方法,利用修正后的[BQ]′值进行巷道围岩稳定性分级,为巷道经济合理支护提供依据。分级结果与现场实际情况一致,证明修正方法合适,能提高BQ法围岩稳定性分级的准确性。

高地应力隧道围岩分级BQ-hg法的研究及应用

随着大量深埋越岭隧道的修建,高地应力问题对于围岩分级的影响越来越大。公路隧道设计规范中的围岩分级BQ法对于初始地应力影响的折减系数K3仅从高地应力和极高地应力两个方面进行考虑,而对于高地应力情况下影响围岩稳定的岩爆和大变形情况未加以区分和细化,从而造成BQ法在高地应力段特别是岩爆和大变形段的分级适应性较差。本文针对BQ法对于初始地应力折减系数K3该方面考虑不足的缺点,将高地应力情况的岩爆和大变形对围岩质量的影响引入围岩分级中,采用强度应力比值将岩爆烈度分为四个等级、大变形分为三个等级,各个等级对应相应的折减值,从而形成岩爆段和非岩爆段的初始地应力折减系数值K31,以及大变形段和非大变形段的初始地应力折减系数值K32,再以BQ法为基础建立了高地应力条件下的围岩分级BQ-hg法。通过对BQ-hg法进行围岩分级应用检验,其分级准确率较高,适应性较好,值得进一步完善和推广。

国标岩体分级标准BQ的图解法表示

《工程岩体分级标准》(GB50218—94)作为适用于各类型岩石工程的岩体分级标准,其采用定性与定量相结合的分级方法,在不同岩体工程行业中得到广泛应用。但因其定性描述内容繁杂,分级依据相对笼统;定量指标BQ计算时需考虑相应限制条件,使得实用性受到一定限制。基于此,介绍应用图解法表示国标岩体分级标准BQ,将岩石单轴饱和抗压强度Rc和岩体完整性指数Kv作为纵、横坐标,同时将2个限制条件考虑进去,建立可反映岩体级别的BQ折线图。经工程实例验证表明,此方法可较方便、快捷、准确地确定待评估岩体质量级别。此外,针对BQ法局部定性特征描述与定量指标不一致的情况,利用图解法结果对BQ法岩石单轴饱和抗压强度Rc和岩体完整性指数Kv的定性划分提出相应优化建议,较原有分级标准,优化后的定性分级与岩体质量评价值的吻合度提高3%～12%。最后,对BQ图解法分级指标值的选取、修正因素对图解法评价结果的影响作有益讨论与图解表示,该研究思路与结果可为后期修正优化国标BQ法提供一定借鉴作用。

基于RMR法和BQ法的巷道围岩稳定性分级技术

结合西石门铁矿现场勘探资料及岩石力学试验数据,并综合考虑巷道工程特性等因素,分别采用RMR法和BQ法对矿区南、中、北3个采区的巷道围岩进行工程质量分级和评判。综合确定了各矿区巷道围岩的稳定性,从而为采用更加经济、安全的支护措施提供可靠的科学依据。

地下洞室围岩分级Q值法、RMR法、BQ法相互关系研究

目前国内外围岩分级方法很多,各分级方法指标的选取及参数的取值差异性明显,导致各方法间的一致性和相互参考性较差。依托锦州地下洞库的工程实例,介绍了围岩分级Q值法、RMR法和《工程岩体分级标准》BQ法,并简单对比分析了各分级指标的差异;对分级结果进行数理分析,得到相互间数学关系;横向比较3种分级结果的可靠性。结果证明:Q值法与RMR法间相关性较好,BQ法对岩体质量的分级偏于保守,综合比选之后认为Q值法和RMR法较适用于实际工程。

岩体基本质量指标BQ图解法讨论

国标《工程岩体分级标准》在确定BQ时采用两个限制条件,给岩体基本质量直接分级带来不便。为了实现便捷分级,采用图解法解决这一问题。基于两种94国标下的BQ图解方法,给出修订版2014国标下的BQ分级表示图解法Ⅰ和图解法Ⅱ的作图方法。对于2014国标下的图解法Ⅰ,将有、无限制条件的情形进行对比,揭示限制条件的意义,发现2014国标对Kv上限进行限制的效果明显不如对Rc的上限进行控制的效果,可以考虑在保证分级精度的基础上将该限制条件舍去以简化分级过程;对于2014国标下的图解法Ⅱ,实现在任意给定Kv取值下的BQ-Rc曲线作图方法。通过工程实例进行计算,验证2014国标下的BQ图解法Ⅰ和图解法Ⅱ的合理性。

基于图解法的BQ分级限定条件及计算公式研究

《工程岩体分级标准》(GB/T 50218—2014)修改了原标准GB 50218—1994中的BQ(basic quality)分级指标计算公式,但其两个限定条件(岩石饱和单轴抗压强度和岩体完整性系数)没有进行同步修正.通过大量数据研究发现,直接用受岩石饱和单轴抗压强度(R_(c))和岩体完整性系数(K_(v))限定条件折减后的数据进行定量计算,多会导致定性与定量计算结果不吻合.本文对限定条件进行修正,并基于简化的图解法进行分析,得出R_(c)限定条件的影响范围较广泛,则以数据库中新增54组数据为样本,由R_(c)限定条件折减的数据进行回归分析建立新的计算公式.将得到的修正后的限定条件和新的区段计算公式,依托实际工程数据进行验证.结果表明,本文修正的限定条件和提出的计算公式提高了定性分级与定量分级的吻合度,得到了更准确的分级结果.

BQ法边坡工程岩体质量指标计算的修正系数研究

《工程岩体分级标准》(GB/T 50218—2014)(简称《国标》)中给出了边坡工程岩体质量指标[BQ](简称边坡[BQ])的计算公式以及计算公式中修正系数的取值方法,用于国内边坡工程岩体质量分级和边坡自稳能力评估。通过对边坡[BQ]计算公式的研究,并参考其他常用的边坡工程岩体分级方法,指出了边坡[BQ]计算公式中的修正项和修正系数评价指标存在改进和完善的空间。在现有的边坡[BQ]计算公式的基础上,补充了坡高影响修正系数和应力状态影响修正系数以及相应的计算公式和取值标准,在结构面性状影响修正上细化了评价指标和相应的取值标准,使其更适用于复杂地质条件下的高陡边坡岩体分级,并给出了优化后的边坡[BQ]计算公式以及相应的BQ法边坡稳定性评价系统。研究成果有助于准确地进行边坡工程岩体质量分级,从而为评价边坡稳定性、设计加固方案提供参考依据。

《工程岩体分级标准》中基本质量指标BQ的简化图解法

针对目前国内外岩体分级体系的多样性,依据评价岩体稳定性的基本方法归纳总结了工程应用中典型的岩体分级方法。根据我国岩体分级的最新规范《工程岩体分级标准》(GB/T 50218—2014),整理了规范中岩体分级的逻辑结构图,提出了岩体基本质量指标BQ的简化计算方法。利用数形结合的思想,将定量指标BQ用简化图解法来表示,通过不同行业内岩土工程的具体实例进一步验证该方法的可行性,所得成果可为岩土工程的稳定性研究提供参考。

基于BQ值修正的岩溶隧道围岩分级方法研究与应用

岩溶隧道围岩质量评价是困扰岩溶隧道支护结构设计的重难点问题之一,本文以BQ值围岩分级方法为基础,分析研究了岩溶对岩石坚硬程度、岩体完整程度两项围岩质量指标的影响规律及特征,并以此构建了基于BQ值修正的岩溶围岩分级方法,通过工程实例验证,检验了分级方法的合理性。研究成果对岩溶隧道围岩质量评价及分级具有一定的参考和借鉴价值。

复杂地质条件下隧道围岩分级BQ修正法的应用

针对当前公路隧道设计规范中的BQ法的缺点,通过将复杂地质条件下的初始地应力、地下水以及主要软弱结构面影响引入围岩分级中,并以BQ法为基础建立复杂地质条件下的修正BQ围岩分级法,实践应用证明:BQ修正法分级结果吻合率比传统BQ法更好。

BQ法和灰色关联法相结合的隧道围岩分级验证研究

公路隧道围岩分级一直是研究人员共同关注的重要课题。分析了公路隧道分级方法存在的问题,然后通过对比分析,提出了以BQ法和灰色关联分析法相结合的公路隧道围岩分级方法。通过对杭州至瑞丽国家高速公路大兴段与思南段的太平河1号隧道的应用研究,此方案取得了很好的应用效果,给施工单位提供了有效科学的指导。

BQ分级法在边坡岩体基本质量分级中的应用分析

利用BQ分级法对边坡岩体质量特征进行研究,通过岩块强度及岩体完整性对工程岩体自身性质进行分级。结合主要结构面类型与延伸性修正因素λ、主要结构面产状影响修正因素K5以及地下水影响修正因素K4三个修正因素对边坡工程岩体质量进行分级,分级方法具有较强的科学性和实用性。

青麦地大型石灰岩露天采场高陡边坡稳定性分析

青麦地石灰岩露天矿开采深度大,终了开采形成的采场边坡高度高,边坡角也陡,采场边坡的稳定性直接关系到矿山的正常运营,也影响到其深部延伸开采设计的合理性,因此其边坡稳定性分析评价至关重要。根据工程地质条件、地形特征、开采现状和岩体质量评价,采用极限平衡法边坡分析软件建立边坡稳定性计算模型对其各个边帮进行稳定性计算分析。分别计算了在自重、自重+爆破、自重+地震状态3种工况条件下的边坡安全系数,结果表明:该露天矿终了境界边坡处于稳定状态,满足安全等级的要求,说明该终了采场设计的边坡结构参数具有一定的可行性和合理性;同时也建议边坡靠帮时采用光面爆破、预裂爆破等减震技术措施,为该露天矿的持续安全开采提供指导依据。

常用围岩分类方法对某深埋隧洞的适用性分析

某深埋隧洞局部地应力高达42 MPa,局部外水压力高达10 MPa,具有高地应力、高外水压力的特点。一般认为,最大主应力大于20 MPa属于高地应力,外水压力远大于1 MPa为高外水压力。采用Q系统、RMR分类、水电规范HC分类、国标BQ分类等4种常用围岩分类方法对该隧洞进行了围岩分类。分类结果表明,高地应力条件下,Q系统的适用性较好,RMR分类、HC分类、BQ分类适用性均差。4种分类方法在高外水压力条件下的适用性均差。出现上述现象的主要原因有:Q系统通过最大切向应力与岩石抗压强度的比值σθ/σc的大小,反映高地应力对围岩类别的影响。故其在高地应力条件下的适用性较好;RMR分类没有考虑高地应力对围岩类别的影响。其分类结果在高地应力区特别是岩爆段偏高;HC分类在高地应力区简单地采用降级的方法。其分类结果误差较大;BQ分类对岩石强度过于敏感。其分类结果在高地应力区过于保守。这4种方法均未考虑高外水压力对围岩类别的影响。论文提出了一种“归一化方法”,可以对不同分类方法分类结果进行相互比较。

基于熵权法和可拓学理论的隧道围岩质量评价

引入可拓学理论,建立隧道围岩质量评价物元模型,采用熵权法计算指标权重,选取岩石单轴饱和抗压强度RC、围岩质量指标RQD值、结构面摩擦系数Jf、节理间距Jd、地下水状态W、完整性系数Kv为评价指标,对坪子头隧道左线围岩质量等级进行评价,研究表明,基于熵权法的围岩质量可拓评价不仅取得了与工程地质报告相一致的评价结果,而且能客观反映待评围岩与相邻围岩等级之间的距离,从而提供更为准确的围岩级别,为隧道施工提供了科学依据。

国标《工程岩体分级标准》的应用与进展

依据已发表的与《工程岩体分级标准》(GB50218—94)(简称《国标》)相关的各类文献成果的整理与分析,对《国标》执行以来的工程应用实践效果、《国标》与RMR,Q系统及HC法等分级方法的相关性、在行业标准制订上的推动作用、以及基于《国标》的研究方法进展及相关完善建议等进行总结和综述。基于多个工程200余组实测数据的统计分析,给出《国标》BQ值与RMR分值间的综合统计回归公式,对《国标》BQ法与RMR法级别划分的对应性进行验证。研究表明,该分级方法体系严谨,具有很强的科学性和可操作性。利用岩体基本质量指标BQ,减少分级的主观性,提高分级的精度,降低工作难度,方便不同设计阶段的工程应用。另一方面,在已有实践基础上,有必要对该分级方法作进一步的修订和完善。

绢云母石英片岩公路隧道围岩分级研究

在隧道建设过程中,准确的围岩分级对保证隧道施工的稳定性有重要意义。通过对典型绢云母石英片岩隧道岩石样本进行分析,得出与之相适应的BQ优化公式。针对绢云母石英片岩的特性,对BQ分级法中地下水修正系数进行重新考虑;并引入黏土矿物含量的修正指标和软弱夹层的修正指标,对BQ法进行修正,得出修正以后的建议[BQ]'值法公式。以在建十房高速通省隧道为例,进行验证分析,得出[BQ]'分级法确定的围岩级别与实际开挖揭露围岩级别较相符的结论,可为类似隧道围岩分级提供参考。