巖石的基本力學(xué)性質(zhì)與質(zhì)量評價(jià)

　　（一）巖石基本力學(xué)性質(zhì)

　　1.巖石的壓縮變形與破壞特性

　　巖石是一種地質(zhì)材料，完整的巖石有較高的承載能力。一般巖石中含有大小不同的結構性缺陷（節理等）與裂隙，這是影響巖石變形和承載能力的重要因素。

　　巖石是一種脆性材料，破壞前的變形相對很小，破壞迅速，而且壓、拉強度相差很大。巖石的壓縮變形伴隨有裂隙開(kāi)裂的過(guò)程，因此破裂聲響不斷，并最終形成斷裂。由于有裂隙張開(kāi)，巖石在變形過(guò)程中有體積膨脹現象，它稱(chēng)為擴容。圍壓（約束作用）對巖石性質(zhì)有重要影響，隨圍壓的提高，巖石的脆性減小、峰值強度和殘余強度提高。

　　巖石在斷裂的瞬間，其壓縮過(guò)程中所積蓄的能量會(huì )突然釋放，造成巖石爆裂和沖擊荷載，這是地下巖爆等突發(fā)性災害的基本原因。

　　2.巖石破壞與巖石承載能力

　　巖石斷裂強度破壞后剩下有殘余強度。圍壓和約束作用對殘余強度的高低有重要關(guān)系，在較高圍壓作用下，巖石甚至不出現軟化現象。對破壞面（或節理面）的約束，可以保持巖體具有一定的承載能力，因此充分利用巖石承載能力是地下巖石工程的重要原則。

　?。ǘ┕澙淼挠绊懞蛶r體力學(xué)特性

　　巖體內存在有節理面（弱面）是影響巖體力學(xué)性質(zhì)的重要因素。節理面的影響因素包括節理面本身的（強度、變形、結構形式等）性質(zhì)、節理面的分布（密度和朝向）等因素決定。

　　節理面是巖體的弱結構，節理對巖體力學(xué)性質(zhì)的影響與節理面的朝向有關(guān)，在不利朝向時(shí)，節理的存在會(huì )降低巖石強度、降低變形模量，形成巖體變形和強度的各向異性。

　　節理面的抗剪強度可以用庫侖準則表示。節理面抗剪強度的因素包括節理面的接觸形式、剪脹角大小、節理面粗糙度以及節理面充填情況（充填度、充填材料性質(zhì)、干燥和風(fēng)化程度）等。

　?。ㄈr石質(zhì)量評價(jià)

　　1.巖石質(zhì)量評價(jià)的作用

　　地下工程穩定與巖石強度、節理裂隙的發(fā)育情況、地下水影響等很多因素有關(guān)。巖石質(zhì)量評價(jià)就是利用一些重要而容易獲得的參數，針對巖石賦存條件，評價(jià)其影響性大小的方法。巖石質(zhì)量評價(jià)還是巖石工程分類(lèi)的一項基本依據。

　　2.巖石質(zhì)量評價(jià)的一些重要參數和方法

　?。?）巖石單軸抗壓強度和普氏系數

　　巖石單軸抗壓強度是評價(jià)巖石質(zhì)量的基本參數。一般采用飽和狀態(tài)的巖石單軸抗壓強度值作為評價(jià)參數。在現場(chǎng)，巖石單軸抗壓強度可采用點(diǎn)荷載方法獲得。

　　普氏系數由俄國人普氏提出，全稱(chēng)為巖石堅固性系數，其實(shí)質(zhì)還是巖石單軸抗壓強度。它形式簡(jiǎn)單，原來(lái)可用以評價(jià)巖石多方面特性。目前在我國的一些行業(yè)或地區仍有較大影響。

　?。?）巖石質(zhì)量指標（RQD）

　　國際流行的巖石質(zhì)量指標是根據鉆孔取芯的結果，來(lái)評價(jià)巖石質(zhì)量。

　　（四）《錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規范》GB 50086-2001的圍巖工程分類(lèi)方法

　　圍巖工程分類(lèi)是一種結合理論分析的經(jīng)驗性總結，可通過(guò)對比現場(chǎng)實(shí)際條件，直接指導地下巖石工程設計、施工。國家標準《錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規范》GB 50086-2001的巖石工程分類(lèi)是根據巖石結構的基本類(lèi)型、巖石質(zhì)量參數和工程條件等三方面指標，進(jìn)行評價(jià)分類(lèi)的方法，其中：

　　1.巖石結構的基本類(lèi)型

　　巖石基本類(lèi)型指由巖體結構決定的類(lèi)型，包括有整體狀結構、塊狀結構、層狀結構、碎裂結構、散體結構等形式。

　　2.巖石質(zhì)量參數

　　巖石質(zhì)量參數主要是巖石單軸抗壓強度，也可以采用點(diǎn)荷載試驗值、圍巖縱波速、巖體完整性系數等參數。