工程巖體分級(jí)研究綜述

尹紅梅，張宜虎，周火明，鐘作武

（1.中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，武漢 430000；2.長(zhǎng)江科學(xué)院水利部巖土力學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430010）

工程巖體分級(jí)研究綜述

尹紅梅1，張宜虎2，周火明2，鐘作武2

（1.中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，武漢 430000；2.長(zhǎng)江科學(xué)院水利部巖土力學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430010）

巖體質(zhì)量分級(jí)是工程人員認(rèn)識(shí)巖體的重要途徑，工程巖體分級(jí)方法的發(fā)展在很大程度上反映了巖體工程實(shí)踐的能力和水平。厘清工程巖體分級(jí)方法的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)，對(duì)了解和把握巖體工程實(shí)踐的現(xiàn)狀和方向有重要意義。首先對(duì)目前常用或產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的巖體分級(jí)方法進(jìn)行介紹，指出工程巖體分級(jí)方法的發(fā)展具有如下特點(diǎn)：①所考慮的核心因素由巖塊強(qiáng)度過(guò)渡到巖體結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)面特征；②由僅考慮巖體自身特征過(guò)渡到綜合考慮巖體所處環(huán)境條件；③由定性分級(jí)過(guò)渡到定量與定性相結(jié)合的綜合分級(jí)。現(xiàn)有分級(jí)方法的不足主要體現(xiàn)在：①針對(duì)深部工程巖體或復(fù)雜條件巖體，現(xiàn)有分級(jí)方法適用性不夠；②有必要擴(kuò)充巖體分級(jí)方法的輸出信息，使之除包含巖體穩(wěn)定特征外，還包含巖體參數(shù)及處置措施；③國(guó)內(nèi)工程巖體分級(jí)較為凌亂，需要進(jìn)一步統(tǒng)一和細(xì)化。針對(duì)以上不足，給出了具體的改進(jìn)建議。

工程巖體；質(zhì)量；分級(jí)；現(xiàn)狀；改進(jìn)

1 概 述

工程巖體指工程影響范圍內(nèi)的巖體，一般包括：地下工程巖體、工業(yè)與民用建（構(gòu)）筑物地基、大壩基巖、邊坡巖體等［1］。工程巖體分級(jí)是按巖體質(zhì)量，將其劃分為不同級(jí)別。工程巖體分級(jí)的意義在于幫助工程人員宏觀把握巖體工程特征，為工程設(shè)計(jì)和施工服務(wù)。

巖體分級(jí)方法的發(fā)展是隨著人們工程意識(shí)的轉(zhuǎn)變不斷進(jìn)步的。早在18世紀(jì)末，俄國(guó)人維爾聶爾就提出將巖石分為堅(jiān)硬巖、次堅(jiān)硬巖、軟巖、破碎巖、松散巖等五級(jí)的分級(jí)方法；此后，1861年，歐洲人霍夫曼又提出按開(kāi)采工具將巖石分為六級(jí)的分級(jí)方法。這個(gè)時(shí)期的分級(jí)，主要從施工角度出發(fā)，為施工服務(wù)。20世紀(jì)初，出現(xiàn)了為支護(hù)設(shè)計(jì)確定地壓力的分級(jí)方法，如1926年的普羅托吉雅柯諾夫分級(jí)、1946年的太沙基分級(jí)，這階段的分級(jí)將巖體視為荷載，還沒(méi)有意識(shí)到巖體自身的承載能力。20世紀(jì)50年代，才陸續(xù)出現(xiàn)以巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和支護(hù)方式確定為主要目的的分級(jí)方法。評(píng)價(jià)巖體穩(wěn)定性和確定支護(hù)方式，是目前絕大多數(shù)分級(jí)方法的主要指導(dǎo)思想［2］。

一般認(rèn)為，工程巖體分級(jí)的意義主要體現(xiàn)在勘察或設(shè)計(jì)階段早期，為工程人員宏觀把握工程區(qū)巖體特征提供途徑。但是，隨著分級(jí)理論的發(fā)展和分級(jí)經(jīng)驗(yàn)的積累，巖體分級(jí)逐漸被賦予了更深遠(yuǎn)的意義。很多工程科研人員已意識(shí)到，巖體分級(jí)是目前能把握巖體宏觀工程特征的唯一有效途徑［3］，而且，巖體級(jí)別或巖體質(zhì)量指標(biāo)由于包含眾多因素影響，其內(nèi)涵要遠(yuǎn)較單個(gè)力學(xué)指標(biāo)或物理指標(biāo)豐富。隨著分級(jí)方法的發(fā)展，完全有可能在可靠的工程巖體分級(jí)基礎(chǔ)上，直接建立巖體級(jí)別（或巖體質(zhì)量指標(biāo)）與工程措施的關(guān)系，進(jìn)而改進(jìn)整個(gè)巖體工程研究的總體思路。

圖1 常規(guī)巖體工程研究思路與改進(jìn)后的巖體工程研究思路對(duì)比Fig.1 Comparison between conventional and improved research ideas for rock mass engineering

圖1對(duì)比給出了常規(guī)巖體工程研究思路和基于巖體質(zhì)量分級(jí)方法改進(jìn)后的巖體工程研究思路。不難看出，工程巖體分級(jí)具有深刻內(nèi)涵和廣闊前景。本文將首先按時(shí)間脈絡(luò)，對(duì)目前常用或產(chǎn)生過(guò)深遠(yuǎn)影響的巖體分級(jí)方法作簡(jiǎn)要介紹，然后在此基礎(chǔ)上，評(píng)述巖體分級(jí)方法的發(fā)展歷程，并就巖體分級(jí)方法的發(fā)展趨勢(shì)及改進(jìn)提出作者自己的觀點(diǎn)。

2 典型工程巖體分級(jí)方法

2.1 Terzaghi巖體載荷指標(biāo)分級(jí)［4］

為確定支護(hù)壓力，為洞室開(kāi)挖支護(hù)提供參考意見(jiàn)，Terzaghi于1946年提出巖體載荷指標(biāo)分級(jí)方法，如表1所示。依據(jù)堅(jiān)硬程度、完整性、風(fēng)化程度和膨脹性，將巖體分為九級(jí)，給出了各級(jí)別巖體載荷系數(shù)和建議支護(hù)措施。依據(jù)載荷系數(shù)可估算頂板及邊墻部位所需支護(hù)反力。受當(dāng)時(shí)工程手段限制，給出的支護(hù)措施以鋼支撐為主。

表1 Terzaghi巖體載荷指標(biāo)分級(jí)Table1 Terzaghi’s rock loading index classification method

2.2 Lauffer巖體分級(jí)［5］

Lauffer于1958年建議用自穩(wěn)時(shí)間和有效跨度對(duì)巖體進(jìn)行分級(jí)，如圖2所示。該分級(jí)方法將巖體劃分為七級(jí)，A為極好巖體，大致相當(dāng)于Terzaghi分級(jí)中的Ⅰ級(jí)巖體；G為極差巖體，大致相當(dāng)于Terza ghi分級(jí)中的VIII－IX級(jí)巖體。

圖2 Lauffer巖體分級(jí)Fig.2 Lauffer’s rock mass classification method

2.3 巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD分級(jí)［6］

RQD（Rock Quality Designation）由Deere于1967年提出。它用長(zhǎng)度超過(guò)10 cm的巖芯長(zhǎng)度占總巖芯長(zhǎng)度的百分比來(lái)確定巖體質(zhì)量級(jí)別。RQD分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 RQD分級(jí)Tab le 2 RQD method

為避免依據(jù)鉆孔巖芯計(jì)算RQD時(shí)的方向性問(wèn)題，Palmstrom于1982年給出了依據(jù)體積節(jié)理數(shù)Jv估算RQD的經(jīng)驗(yàn)公式：

2.4 巖石結(jié)構(gòu)指標(biāo)RSR分級(jí)［7］

Wickham于1972年提出RSR（Rock Structure Rating）分級(jí)。RSR是第一個(gè)包含多指標(biāo)的半定量分級(jí)系統(tǒng)，

式中：A為地質(zhì)指標(biāo)，與巖石類(lèi)別、堅(jiān)硬程度、地質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)；B為結(jié)構(gòu)指標(biāo)，與節(jié)理間距、節(jié)理產(chǎn)狀、地下洞室走向有關(guān)；C為反映地下水和節(jié)理?xiàng)l件的指標(biāo)，與A，B加和、節(jié)理?xiàng)l件、滲水量等因素有關(guān)。各指標(biāo)的具體確定方法可參見(jiàn)文獻(xiàn)［7］。

2.5 地質(zhì)力學(xué)指標(biāo)RMR分級(jí)［8］

Bieniawski于1976年提出RMR（Rock Mass Rating）分級(jí)，后經(jīng)多次修訂。目前常用的為1989年修訂版。RMR分級(jí)方法考慮了6個(gè)指標(biāo)：①巖塊強(qiáng)度；②RQD；③節(jié)理間距；④節(jié)理?xiàng)l件；⑤地下水條件；⑥節(jié)理產(chǎn)狀。對(duì)每一項(xiàng)指標(biāo)的取值，RMR分級(jí)方法都給出了詳細(xì)的確定方法。通過(guò)6項(xiàng)指標(biāo)的加和，綜合確定RMR值。

RMR分級(jí)系統(tǒng)將巖體劃分為五級(jí)，表3給出了各級(jí)別巖體的劃分標(biāo)準(zhǔn)以及各級(jí)別巖體自穩(wěn)時(shí)間及力學(xué)特征。RMR分級(jí)方法中，還給出了不同級(jí)別巖體建議開(kāi)挖及支護(hù)方式，如表4，表中的支護(hù)方式也主要為巖石錨桿、混凝土噴層及鋼支撐。

RMR分級(jí)系統(tǒng)提出后，有很多擴(kuò)展，如結(jié)合采礦工程，Laubscher（1977，1984，1990）提出了MRMR系統(tǒng)（Modified Rock Mass Rating System），在RMR的基礎(chǔ)上考慮了初始應(yīng)力和應(yīng)力場(chǎng)的變化，而且考慮了爆破和風(fēng)化的影響［9］。Cummings等（1982）和Ken dorski等（1983）提出了MBR系統(tǒng)（Modified Basic RMR）。針對(duì)邊坡巖體，提出了SMR（Slope Mass Rat ing）分級(jí)方法，重點(diǎn)突出了結(jié)構(gòu)面方向與開(kāi)挖方式對(duì)邊坡穩(wěn)定的影響［10］。SMR分級(jí)是比較有代表性的邊坡工程巖體的分級(jí)方法。

SMR＝RMR＋（F1·F2·F3）＋F4。（3）式中，修正系數(shù)F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4的取值可參見(jiàn)文獻(xiàn)［10］。

依據(jù)SMR值，按表5確定巖體級(jí)別，并預(yù)估邊坡巖體的可能破壞模式及所需支護(hù)方式。

表3 RMR分級(jí)中不同級(jí)別巖體特征Table3 Characterization of rock mass grades by RMR classification

表4 依據(jù)RMR確定10 m跨度地下洞室開(kāi)挖及支護(hù)措施Table4 Suggestions on the excavation and supporting measures for 10m spanning underground caverns based on RMR classification

表5 依據(jù)SMR分級(jí)評(píng)估邊坡穩(wěn)定性及所需支護(hù)措施Table5 Estimations of slope stability and supporting method based on SMR classification

2.6 Q系統(tǒng)分級(jí)［11，12］

Barton等人于1974年針對(duì)地下工程巖體提出Q（Rock Tunnelling Quality Index）分級(jí)：

式中：RQD為巖石質(zhì)量指標(biāo)；Jn為結(jié)構(gòu)面組數(shù)；Jr為結(jié)構(gòu)面粗糙度系數(shù)；Ja為結(jié)構(gòu)面變質(zhì)系數(shù)；Jw為節(jié)理水約減系數(shù)；SRF為應(yīng)力約減系數(shù)。

由Q指標(biāo)和等效尺度De，可按圖3確定支護(hù)措施。等效尺度De由洞室跨度L和開(kāi)挖支護(hù)率ESR按下式計(jì)算：

ESR按表6確定。

圖3 由Q分級(jí)估測(cè)支護(hù)措施Fig.3 Estimations of supporting m ethod based on Q value

表6 Q分級(jí)系統(tǒng)中開(kāi)挖支護(hù)率ESR的確定Table6 Determ ination of ESR in Q value classification system

Barton于1999年對(duì)Q系統(tǒng)進(jìn)行修訂，提出了針對(duì)TBM隧道開(kāi)挖的Q分級(jí)系統(tǒng)QTBM：

式中：RQD0為沿隧道開(kāi)挖方向的RQD值（%）；σm為沿隧道開(kāi)挖方向的巖體強(qiáng)度；F為平均切割力；CLI為切片使用壽命指標(biāo)；q為巖石中石英含量（%）；σθ為開(kāi)挖面上的重分布應(yīng)力。

Barton等人于1980年、1993年還提出了依據(jù)Q系統(tǒng)計(jì)算錨桿長(zhǎng)度L、最大不支護(hù)跨度、頂板支護(hù)壓力Proof的經(jīng)驗(yàn)公式：

Bieniawski在綜合111個(gè)工程實(shí)例的基礎(chǔ)上，于1976年給出了Q與RMR的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系：

但Goel等人在1996提出，Q與RMR之間很難建立令人滿意的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，因?yàn)镼考慮了地應(yīng)力條件，RMR沒(méi)考慮地應(yīng)力條件；另外RMR考慮了巖塊強(qiáng)度，Q則沒(méi)有。所以他建議：用N代替Q（N為SRF取1時(shí)的Q值），用RCR代替RMR（RCR為不計(jì)巖塊強(qiáng)度指標(biāo)，且不進(jìn)行結(jié)構(gòu)面方向修正的RMR值），然后建立N與RCR的相關(guān)關(guān)系［13］。他們的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：

2.7 地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)GSI分級(jí)

Hoek于1994年提出GSI（Geological Strength Index）分級(jí)［14］。Sonmez和Ulusay于1999年對(duì)GSI系統(tǒng)進(jìn)行了修訂，引入了2個(gè)新參數(shù)：巖體結(jié)構(gòu)指標(biāo)SR和結(jié)構(gòu)面條件指標(biāo)SCR［15］。

為確定巖體結(jié)構(gòu)指標(biāo)SR，將巖體劃分為4類(lèi)：B類(lèi)：鑲嵌良好，未擾動(dòng)，含3組正交裂隙；VB類(lèi)：鑲嵌結(jié)構(gòu)，部分?jǐn)_動(dòng)，含4組或4組以上裂隙；B／D類(lèi)：含褶皺或斷層，被多組裂隙切割；D類(lèi)：碎裂松散巖體。各類(lèi)別巖體結(jié)構(gòu)形態(tài)如圖4所示。依據(jù)巖體結(jié)構(gòu)類(lèi)別或體積節(jié)理數(shù)Jv，通過(guò)查閱圖5中的曲線獲得巖體結(jié)構(gòu)指標(biāo)SR。

結(jié)構(gòu)面條件指標(biāo)SCR由三方面因素綜合確定，其一為粗糙系數(shù)Rr；其二為風(fēng)化系數(shù)Rw；其三為充填系數(shù)Rf。SCR＝Rr＋Rw＋Rf。Rr，Rw，Rf按表7確定。

圖4 不同類(lèi)型巖體結(jié)構(gòu)形態(tài)Fig.4 Different structures of rock masses in GSI system

圖5 巖體結(jié)構(gòu)指標(biāo)SR確定經(jīng)驗(yàn)曲線Fig.5 The curve used to determ ine SR

圖6 經(jīng)Sonmez和Ulusay修訂的GSI分級(jí)系統(tǒng)Fig.6 GSI classification system ad justed by Sonmez and Ulusay

表7 結(jié)構(gòu)面條件指標(biāo)SCR確定方法Table 7Determ ination of SCR

GSI值由SR和SCR通過(guò)查詢圖6綜合確定。Hoek和Brown指出，對(duì)于較高質(zhì)量巖體（GSI＞25），GSI與RMR89′存在以下經(jīng)驗(yàn)關(guān)系［16，17］：

式中：RMR89′是依據(jù)1989年修訂版、地下水條件系數(shù)取15、結(jié)構(gòu)面修正系數(shù)取0時(shí)的RMR值。

2.8 中華人民共和國(guó)國(guó)標(biāo)BQ分級(jí)

自上世紀(jì)70年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)工程巖體分級(jí)的發(fā)展與國(guó)外基本同步，不同的是，國(guó)內(nèi)工程巖體分級(jí)帶有更強(qiáng)的行業(yè)或部門(mén)色彩。與巖體有關(guān)的各行業(yè)、各部門(mén)，基本上都有本行業(yè)的巖體分級(jí)體系。如針對(duì)地下工程巖體，公路部門(mén)有“公路隧道圍巖分類(lèi)”，鐵路部門(mén)有“鐵路隧道圍巖分類(lèi)”，水利水電部門(mén)有“水利水電工程圍巖工程地質(zhì)分類(lèi)”，總參工程兵部還提出了“坑道工程圍巖分類(lèi)”；針對(duì)邊坡工程巖體，《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范中》給出了“巖質(zhì)邊坡的巖體分類(lèi)”；針對(duì)工業(yè)與民用建（構(gòu)）筑物地基，《巖土工程勘查規(guī)范》和《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中》都給出了相應(yīng)的巖體分級(jí)方法［18－20］。

為減小各部門(mén)、各行業(yè)間由于標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一所導(dǎo)致的工作重復(fù)、資源浪費(fèi)等問(wèn)題，受?chē)?guó)家計(jì)委委托，水利部、鐵道部、建設(shè)部等多部門(mén)聯(lián)合編制了國(guó)標(biāo)《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50218－94），作為國(guó)內(nèi)適用于各類(lèi)工程巖體分級(jí)的統(tǒng)一方法和綱領(lǐng)性文件?！豆こ處r體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》的結(jié)構(gòu)如圖7所示。

《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》采用兩步走的分級(jí)思路，首先依據(jù)巖石堅(jiān)硬程度和巖體完整程度，確定巖體基本質(zhì)量指標(biāo)BQ，然后再依據(jù)巖體所處工程環(huán)境條件，對(duì)巖體基本質(zhì)量指標(biāo)加以修訂，得到工程巖體質(zhì)量指標(biāo)［BQ］。國(guó)標(biāo)還采用定性與定量相結(jié)合、經(jīng)驗(yàn)判斷與測(cè)試計(jì)算相結(jié)合的分級(jí)方法，綜合得到能宏觀反映巖體穩(wěn)定特征的質(zhì)量級(jí)別［21，22］。

《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》自提出以來(lái)，得到了各部門(mén)、各行業(yè)擁護(hù)，很多部門(mén)都依據(jù)國(guó)標(biāo)所提出的分級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)本行業(yè)的巖體分級(jí)體系進(jìn)行了修訂，或者是在國(guó)標(biāo)基礎(chǔ)上，針對(duì)本專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)加以細(xì)化，提出了適用于本專(zhuān)業(yè)的分級(jí)體系。但是《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》頒布實(shí)施至今，也暴露出了一些問(wèn)題，如就如何確定工程巖體質(zhì)量指標(biāo)［BQ］，標(biāo)準(zhǔn)的說(shuō)明不夠明確，致使國(guó)標(biāo)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)感覺(jué)深度不夠，很多時(shí)候都要借助國(guó)內(nèi)外其它分級(jí)方法加以修訂或驗(yàn)證。

圖7 國(guó)標(biāo)《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50218－94）的主要結(jié)構(gòu)Fig.7 Structure of National Standard for Classification of Engineering Rock Masses（GB50218－94）

3 工程巖體分級(jí)方法發(fā)展特點(diǎn)

表8列出了目前常用的各類(lèi)工程巖體分級(jí)方法所考慮的分級(jí)因素，從中可看出，工程巖體分級(jí)方法的發(fā)展具有如下特征：

（1）分級(jí)指標(biāo)的內(nèi)涵有所轉(zhuǎn)變。其中最明顯的是早期分級(jí)普遍比較重視巖塊強(qiáng)度，后期的分級(jí)則更關(guān)注巖體結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)面特征。

（2）分級(jí)因素逐漸變多。早期的分級(jí)大多只注重某一方面的巖體特征，通常只關(guān)注巖體本身的特征；后期的分級(jí)所考慮的因素明顯增多，開(kāi)始更多地關(guān)注巖體所處環(huán)境條件。

（3）分級(jí)指標(biāo)由定性描述向定性與定量相結(jié)合過(guò)渡。早期的分級(jí)多為定性分級(jí)，很大程度上依賴現(xiàn)場(chǎng)工作人員的經(jīng)驗(yàn)；后期的分級(jí)多為定性與定量相結(jié)合，不僅有定性描述，還有定量指標(biāo)，使分級(jí)結(jié)果更客觀，使用更方便。

表8 不同工程巖體分級(jí)方法所考慮的分級(jí)因素對(duì)比Table8 Comparison of classification factors in different classification methods

4 工程巖體分級(jí)方法發(fā)展趨勢(shì)

Einstein等人于1979年提出，好的分級(jí)方法需要具備以下特征：①容易使用，容易更新；②輸入?yún)?shù)簡(jiǎn)單、易獲??；③能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)巖體行為；④不易受主觀影響；⑤確保安全且經(jīng)濟(jì)［23］。

后期分級(jí)方法的發(fā)展總體秉承了上述要求，但近年來(lái)，隨著巖體工程實(shí)踐的發(fā)展，對(duì)巖體分級(jí)也提出了新的要求，這些新要求從一定程度上反映了工程巖體分級(jí)方法的發(fā)展趨勢(shì)：

（1）巖體工程已逐漸由淺部發(fā)展到深部，對(duì)淺部巖體，現(xiàn)有分級(jí)方法能總體滿足要求，能做出較準(zhǔn)確的工程預(yù)測(cè)，但對(duì)深部巖體，現(xiàn)有分級(jí)方法會(huì)普遍“失靈”。其原因主要在于，控制淺部巖體穩(wěn)定性的因素與控制深部巖體穩(wěn)定性的因素存在很大差異，現(xiàn)有分級(jí)重點(diǎn)考慮的都是控制淺部巖體穩(wěn)定性的因素，對(duì)控制深部巖體穩(wěn)定性的因素考慮不足。

（2）現(xiàn)有分級(jí)方法，尤其是國(guó)內(nèi)工程巖體分級(jí)方法，其立足點(diǎn)多是工程巖體穩(wěn)定性，分級(jí)因素的選取原則大多為是否對(duì)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。但在巖體工程實(shí)踐中，對(duì)工程巖體分級(jí)往往有更多需求，如希望通過(guò)分級(jí)，獲得巖體參數(shù)、確定支護(hù)措施等。一方面，現(xiàn)有分級(jí)系統(tǒng)需要對(duì)輸出信息有所擴(kuò)充，除輸出巖體級(jí)別及穩(wěn)定性外，還需輸出各級(jí)別巖體建議參數(shù)及處治措施；另一方面，由于影響巖體參數(shù)、支護(hù)措施的因素與影響巖體穩(wěn)定性的因素并不完全一致，即使現(xiàn)有分級(jí)系統(tǒng)能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)巖體穩(wěn)定性，并不一定就能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)巖體參數(shù)，或者給出合理的工程處治措施，現(xiàn)有分級(jí)方法需要就此作進(jìn)一步修訂和補(bǔ)充。

（3）國(guó)內(nèi)巖體分級(jí)目前仍存在“百花齊放、百家爭(zhēng)鳴”的態(tài)勢(shì)，部門(mén)、行業(yè)間的分級(jí)體系不配套、不統(tǒng)一，由此不僅造成極大資源浪費(fèi)，而且不利于整個(gè)分級(jí)體系的發(fā)展。

5 工程巖體分級(jí)方法改進(jìn)建議

作為國(guó)內(nèi)外第一個(gè)跨行業(yè)的通用基礎(chǔ)性巖體分級(jí)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》已逐漸被廣大工程人員所接受，在實(shí)際工程中也得到了越來(lái)越多的應(yīng)用?！稑?biāo)準(zhǔn)》從很大程度上直接反映了國(guó)內(nèi)工程巖體分級(jí)的現(xiàn)狀及水平。如果能夠針對(duì)《標(biāo)準(zhǔn)》的不足，對(duì)《標(biāo)準(zhǔn)》作進(jìn)一步的修訂和補(bǔ)充，勢(shì)必將推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的普及應(yīng)用，對(duì)改善國(guó)內(nèi)工程巖體分級(jí)“百家爭(zhēng)鳴”的現(xiàn)狀也將有積極意義。本節(jié)中，將主要針對(duì)《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》提出改進(jìn)建議。

《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》的框架非常明確，首先依據(jù)巖石堅(jiān)硬程度和巖體完整程度確定巖體基本質(zhì)量指標(biāo)，然后再結(jié)合巖體所處環(huán)境條件對(duì)基本質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行修訂，得到工程巖體質(zhì)量指標(biāo)。巖石堅(jiān)硬程度和巖體完整程度兩項(xiàng)指標(biāo)能夠表征巖體基本質(zhì)量，但是基本質(zhì)量指標(biāo)BQ的計(jì)算公式是否合理，需要進(jìn)一步驗(yàn)證；而且BQ定量指標(biāo)與定性描述是否完全吻合，由定量指標(biāo)確定的巖體級(jí)別與由定性特征確定的巖體質(zhì)量級(jí)別是否完全一致，也需要進(jìn)一步校驗(yàn)。

《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》在實(shí)際應(yīng)用中反映出的最大問(wèn)題在于工程巖體質(zhì)量指標(biāo)［BQ］的確定上，尤其針對(duì)邊坡工程巖體，標(biāo)準(zhǔn)只給出了指導(dǎo)性意見(jiàn)，沒(méi)有給出具體的需要考慮的因素及取值方法，這極大地阻礙了《標(biāo)準(zhǔn)》的應(yīng)用。建議針對(duì)壩基、邊坡、地下工程等幾類(lèi)常見(jiàn)巖體，在《標(biāo)準(zhǔn)》中給出明確的工程巖體質(zhì)量指標(biāo)［BQ］的確定方法。其中邊坡工程巖體可以參照SMR或CSMR系統(tǒng)，地下工程巖體可以參照Q系統(tǒng)。

擴(kuò)充《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》的輸出信息，在基本質(zhì)量指標(biāo)基礎(chǔ)上，完善物理力學(xué)參數(shù)取值表；在工程巖體質(zhì)量指標(biāo)基礎(chǔ)上，給出自穩(wěn)能力及建議支護(hù)措施。

作為國(guó)標(biāo)，《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》需要與時(shí)俱進(jìn)，需要反映巖體工程研究領(lǐng)域的新成果，需要解決實(shí)際工程中出現(xiàn)的新問(wèn)題。針對(duì)深部巖體或處于復(fù)雜應(yīng)力條件下的巖體，《標(biāo)準(zhǔn)》需要給出指導(dǎo)性原則，闡明其與淺部巖體的差異，或者對(duì)現(xiàn)有分級(jí)方法的適用條件給出明確界定。

《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》頒布之后宣貫不夠，也在很大程度上阻礙了《標(biāo)準(zhǔn)》的應(yīng)用和推廣。在對(duì)《標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行修訂的同時(shí)，還需要通過(guò)開(kāi)展培訓(xùn)等形式加強(qiáng)對(duì)《標(biāo)準(zhǔn)》的宣貫力度。

在完善《標(biāo)準(zhǔn)》自身的同時(shí)，還需要采取強(qiáng)制性措施，使各部門(mén)、各行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)盡量向國(guó)標(biāo)“靠攏”，在國(guó)標(biāo)所規(guī)定的框架內(nèi)進(jìn)一步細(xì)化、發(fā)展，逐步改變國(guó)內(nèi)工程巖體分級(jí)的凌亂現(xiàn)狀，使其有序化。

6 結(jié)論與建議

首先按時(shí)間脈絡(luò)介紹了國(guó)內(nèi)外應(yīng)用相對(duì)廣泛的工程巖體分級(jí)方法，在此基礎(chǔ)上，分析了工程巖體分級(jí)的發(fā)展歷程，指出工程巖體分級(jí)的發(fā)展具有如下特點(diǎn)：隨著工程人員對(duì)巖體認(rèn)識(shí)的不斷深入，巖體分級(jí)所考慮的核心因素由最初的巖塊強(qiáng)度逐漸過(guò)渡到巖體結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)面特征，由最初的僅考慮巖體本身的特征逐漸過(guò)渡到綜合考慮巖體自身特征及周邊環(huán)境條件，由最初的定性分級(jí)逐漸過(guò)渡到定量與定性相結(jié)合的綜合分級(jí)。

巖體分級(jí)方法的發(fā)展具有如下趨勢(shì)：首先，現(xiàn)有分級(jí)體系已難以滿足深部巖體工程或復(fù)雜條件下巖體工程實(shí)踐的需求，有進(jìn)一步修訂和發(fā)展的必要；另外，現(xiàn)有分級(jí)體系的輸出信息較為單一，大多只有巖體穩(wěn)定性，需要將輸出信息擴(kuò)充，使之能包含巖體參數(shù)及處置措施；最后，國(guó)內(nèi)工程巖體分級(jí)方法較為凌亂，有需進(jìn)一步統(tǒng)一，然后在統(tǒng)一的基礎(chǔ)上再進(jìn)行細(xì)化的必要。針對(duì)《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》的不足，從分級(jí)指標(biāo)、輸出信息、適用條件、宣貫推廣等幾個(gè)方面給出了具體的改進(jìn)建議。

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（編輯：姜小蘭）

Review on the Classification of Engineering Rock M ass

YIN Hong mei1，ZHANG Yi hu2，ZHOU Huo ming2，ZHONG Zuo wu2
（1.CCCC Second Harbor Consultants Co.，Ltd.，Wuhan 430000，China；2.Key Laboratory of Geotechnical Mechanics and Engineering of the Ministry of MWR，Yangtze River Scientific Research Institute，Wuhan 430010，China）

Rockmass classification is an importantmeans for engineers to identify the properties of engineering rock mass.The developmentof the classificationmethods somewhat reflects the status quo of rock engineering.The com monly used classification methodswere introduced so as to elaborate on the characteristics of classification method development as follows：1.the core factor changed from the strength of rock block to the rock mass structure and the properties of structural plane；2.apart from the properties of rock block itself，the surrounding conditions of the rock were also covered in nowadays classificationmethods；3.instead of qualitative classification，the integration of qualitative classification and quantitative classification were used in the newly developedmethods.It’s also summa rized that the classificationmethods exhibit the following developing trends：firstly，classificationmethods should be developed tomeet the requirements of rock engineering in deep or complex conditions.Secondly，the output infor mation should not only include rock stability states，but also parameters and treatingmethods.Thirdly，domestic classification systems are disordered and inefficient，and therefore needs to be unified and subdivided.Suggestions are also given to improve the classification systems.

rock mass；quality；classification；status quo；improve

P588；TU457

A

1001－5485（2011）08－0059－08

2010 09 19；

2010 12 13

“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃專(zhuān)題（2008BAB29B01－1）；973課題（2011CB710603）；水利部公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目（201001008）

尹紅梅（1979 ），女，湖南南縣人，碩士，工程師，主要從事公路工程設(shè)計(jì)及地質(zhì)災(zāi)害研究工作，（電話）13554098335（電子信箱）yinmei20＠163.com。