巖體質量分級與地質巖組的應用研究
巖體質量分級與地質巖組的應用研究
該部分通過地質體歸并定性認識的提供，促進巖石工程地質問題的有效解決。就巖體質量分級而言，其作用主要表現(xiàn)為促進有效力學參數(shù)的提取。
1 工程地質巖組與巖體質量分級
�。� 1） 工程地質巖組。工程地質巖組是工程地質條件評價中的主要可操作方法之一，它是指工程中巖石的實際工程地質組合。就巖組的劃分而言，通常是在巖體工程地質力學原則的基礎上進行的。由于地質體與巖體之間的差異較大，為了保證巖組劃分的有效性，應該將巖組劃分控制在一定范圍內(nèi)。在實際的巖石工程中，需要通過工程地質巖組的劃分對巖石結構及穩(wěn)定性等方面進行有效判斷。與其他方法相比，工程地質巖組對應的結構體與面的級別相對較低。就結構面而言，其五級劃分依據(jù)為土體斷裂及由其他相應成因引發(fā)的地質結構面規(guī)模。就結構體而言，其分級的影響因素主要是結構面的層次性。隨著結構體級別的變化，結構體對巖體穩(wěn)定性分析產(chǎn)生的作用也存在相應的區(qū)別。（ 2） 巖體質量分級。就巖體質量分級而言，5 級的巖體分類較為常見。但水利部門的巖土開挖以及鐵道部門的隧道圍巖工程中，其巖體質量分級數(shù)量分別為 16 級和 6 級。這兩種方案的共同點在于，他們都充分考慮了土體的存在和影響。在上述兩種工程的實際施工過程中，開挖位置處于地下水位上方，因此，施工人員挖出的巖土特點為飽水性差、干燥等。在其分級分類過程中，需要將巖土的單軸飽和和抗壓強度數(shù)值作為參考依據(jù)。（ 3） 工程地質巖組與巖體質量分級之間的區(qū)別。就工程地質巖組而言，其重點部分為巖性與控制性結構的組合。
這種方法更加適合被應用在較為復雜的地質環(huán)境中。就巖體質量分級而言，其運算方法主要包含積商法以及多指標和差法等。在這些方法的應用過程中，需要從相關數(shù)據(jù)中選出幾個關鍵指標對其進行成績運算。就實際的巖石工程而言，由于不同巖石工程所處的地質環(huán)境不同，所選指標以及因素的權重之間存在一定的差異，因此可能存在同等質量級別巖體程度差異較大的問題。巖體質量分級的應用過程包含巖石工程的環(huán)境特征、巖體結構以及強度等，因此，當巖體質量分級所應用的巖石工程地質條件較為復雜時，會產(chǎn)生方向問題以及尺度分辨率問題等。雖然巖體質量分級更加適宜被應用在地質條件簡單的巖石工程中，但將巖體質量分級與工程地質巖組結合起來能夠實現(xiàn)巖體質量分級在復雜地質條件工程中的應用，此外，這種結合能夠將相關地質要素對巖體穩(wěn)定性的影響更好地區(qū)分開來，進而通過實際變形破壞模式的`區(qū)分保證巖石工程的順利進行。
2 巖石工程概況
這里以某巖石工程為例，對工程地質巖組與巖體質量分級的應用進行研究： 該工程的巖體總體構造為花崗巖 - 綠巖帶，該格架屬于由折離斷層以及韌性剪切帶等分割開來的一種構造片體。就該巖石工程的破裂結構而言，破碎狀是結構體的主要狀態(tài)，其結構面為斷層、巖脈以及多個組結構面劈理發(fā)育而成。該部分是巖石工程中圍巖穩(wěn)定性的主要影響因素之一。就該工程的層狀結構而言，其發(fā)育特點較為明顯。楔形是該結構體的主要形狀，包含薄互層以及中層等。節(jié)理以及片麻理為該巖石工程層狀結構的主要結構面[1].
3 工程地質巖組在該巖石工程中的應用
就該巖石工程而言，這里將工程現(xiàn)場地層巖性分布特點及相關地質力學特性作為主要的參考依據(jù)，將該工程的巖體分成以下幾個不同的工程地質巖組： （ 1） 角閃云母片地質巖組。該部分巖組的組成部分主要包含云母片以及綠泥石片巖等。其組成部分的特點使得該部分巖組很容易形成軟弱夾層，進而逐漸演化為泥化夾層。對于巖石工程而言，泥化夾層的敏感水作用、低抗剪強度等特點，會為巖石工程建設帶來一定的危險。就下界面而言，當泥化夾層遇水時，在軟化作用下，很容易引發(fā)巖石工程的塌方和滲水事故。（ 2） 斷層破碎帶地質巖組。該巖組的特點是結構為散體 - 熱液蝕變帶等破碎。由于巖體的破碎程度較高，使得巖組中包含富水區(qū)與導水區(qū)兩種不同的區(qū)域。該巖組中還包含具有較為發(fā)育的斷層泥，其不同泥化夾層的特點為規(guī)模之間差異較大。就大規(guī)模的泥化夾層而言，其通常具有斷層泥、自邊緣至中心的影響帶、破碎帶這種三帶區(qū)分現(xiàn)象。當該部分巖組的破碎狀況達到一定程度時，可能會發(fā)生巖屑流現(xiàn)象。（ 3） 花崗片麻地質巖組。該部分巖組的主要組成成分包含斜長角閃巖以及英云閃長片麻巖等。該部分巖組中發(fā)育出的節(jié)理數(shù)量范圍通常處于 2 -5 之間。對于該部分巖組而言，裂隙的不斷發(fā)育會產(chǎn)生富水層和導水層兩種模式。由于受到地下水的影響，花崗片麻巖組的結構力學強度會發(fā)生相應的下降。除此之外，花崗片麻巖的特點是化學效應很容易對其產(chǎn)生影響（ 4） 薄互層地質巖組。在該巖石工程中，薄互層巖組為表殼巖金崗庫巖組中的基性以及中酸性等特點火山沉積變質巖的薄層狀結構巖體。與其他巖組相比，薄互層巖組的特點主要表現(xiàn)為導水性和富水性較差，各向異性較為明顯。在自然環(huán)境中，這種薄層狀結構巖體更容易轉化成為綠泥石以及高嶺土等礦物，其轉化形成的黏土礦物具有水敏感特點。從巖性的角度來講，在基性巖脈基礎上逐漸發(fā)育出的蝕變巖沒有明顯的構造痕跡，這種巖體的顏色是暗綠灰色。相比之下，蝕變巖的特點在于其中黏土礦物的含量較多。（ 5） 上述巖組與巖體結構之間的對應關系。就角閃云母片地質巖組而言，該巖組的對應巖體結構為層狀結構； 就斷層破碎帶地質巖組而言，其對應巖體結構包含鑲嵌結構與破碎結構這兩種不同的巖體結構； 就花崗片麻地質巖組而言，其分別對應鑲嵌結構、塊狀結構以及層狀結構這三種不同的結構； 就薄互層地質巖組而言，其對應巖體結構主要包含層狀結構和破碎結構兩種。該巖石工程巖體結構特點為層狀結構、碎裂 - 層狀結構以及塊狀 - 層狀結構。這種特點使得該巖石工程施工現(xiàn)場的不同位置呈現(xiàn)出不同的地質結構類型，其具有相應的變形破壞特點。
4 巖體質量分級在該巖石工程中的應用
�。� 1） 該巖石工程的巖體質量分級結果。這里將該巖石工程中的地應力、鉆探巖芯以及地質結構的因素進行分析，通過上述因素的分析得出的斷面不同情況下不同巖體質量的計算結果。從 0 - 3 隧道點號范圍來看，上端第一條線條為巖石工程設計單位提供的施工開挖變更后的圍巖級別； 第二條線條的出現(xiàn)建立在鐵路規(guī)范的基礎上，按照該規(guī)范中的 6 級對巖石工程中的 12 個不同的地質觀測點圍巖級別分別進行確定。第三條則為該工程施工之前的地質勘察工作中的相應圍巖級別[3].（ 2） 巖體質量分級結果分析。施工階段與地質勘查階段的圍巖別判斷結果之間的差距為 2 級。這種現(xiàn)象表明： 如果地質條件較為復雜，隨著使用施工工藝、巖石工程類型等因素的變化，工程施工現(xiàn)場的圍巖穩(wěn)定性受到的影響也會產(chǎn)生一定的差異，因此這兩個階段中的圍巖穩(wěn)定性判斷分級存在差異。為了保證該工程圍巖分級判斷的準確性，應該充分考慮工程施工現(xiàn)場的地質條件以及相關地質特征。
5 結論
為了更好對工程地質巖組以及巖體質量分級的應用進行分析，這里將某巖石工程作為研究對象。從實際應用中可以看出，工程地質巖組更加側重地質體結構、巖組與巖體結構對應關系等方面； 相比之下，巖體質量分級具有為巖石工程提供有效巖體質量結果的作用，但巖體質量分級不適合被應用在復雜地質條件中。為了解決該問題，可以將巖體質量分級與工程地質組合起來，通過巖體質量關系以及相應巖組的提供保證巖石工程規(guī)劃的有效性。
參考文獻
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