BQ 分级法在边坡岩体基本质量分级中的应用分析

2021-05-12虞金林

江苏建材 2021年2期

虞金林

（中国建筑材料工业地质勘查中心江苏总队，江苏南京211135）

0 引言

岩体基本质量分级，是各类型工程岩体定级的基础。 BQ 法作为国内适用于各类型岩石工程的岩体分级标准，由于其综合参考了国内外岩体质量分级依据，同时紧密结合我国岩体工程所具有的工程特征，因此具有较强的科学性和实用性，已在各岩体行业得到广泛应用。

1 BQ 分级法思路及其相关指标的选取

国际《工程岩体分级标准》提出，在工程岩体特征的定性基础之上，以岩体基本质量指标（BQ）对岩体划分等级。根据BQ值的大小，将工程岩体划分为五个等级，每一等级的岩体都具有相似的工程性质，得到了工程岩体初步定级的结果。岩体基本质量指标（BQ）的初步确定需要岩石的饱和抗压强度（Rc）和岩体的完整性指数（Kv），在这两个参数已经确定时，BQ的取值可由式1 确定[1]：

当 Rc＞90Kv+30 时，应取 Rc= 90Kv+30 计算BQ；当 Kv＞0.04Rc+0.4 时，应取 Kv= 0.04Rc+0.4 计算BQ[2]。

岩体的完整性指数（Kv）是对岩体完整程度进行评价的定量指标[3]。完整性指数跟岩体的结构面发育状况有关，完整性指数越大，表明岩体内结构面闭合程度越好，岩体完整性越高。岩体完整性指数按式（2）计算：

式2 中，vmp是岩体纵波速度，vrp是岩块纵波波速。式（2）表明，岩体的完整程度用纵波波速评价，岩体的结构面发育特征对岩体波速有显著影响。因此当无法测出岩体波速数据时，可根据岩体的结构面发育状况确定岩体的完整性指数，具体方法可参考表1[4]。

表1 岩体完整性指数的定性取值

BQ 分级法主要考虑的是岩块的强度以及岩体的完整性，但这两个因素只是表述工程岩体自身性质的基本分级因素。除此之外，工程岩体的分级与所处的地质环境密切相关，因此对工程岩体质量的评价还需进一步考虑修正因素，即用修正后的岩体基本质量指标［BQ］对岩体进行分级。在边坡工程岩体质量分级中，修正因素为：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。修正值［BQ］的取值由式3 确定：

式 4 中，F1，F2，F3分别为边坡倾向与主要结构面倾向间关系影响的系数，主要结构面倾角影响的系数以及主要结构面倾角与边坡倾角间关系影响的系数。具体修正方法可参照《工程岩体分级标准》（GB/T50218—2014）中的相关内容，三种不同因素下修正系数的建议取值见表2，3 和4。

表2 修正系数（K4）关于地下水影响

表3 边坡工程主要结构面类型与延伸性修正系数λ

表4 边坡工程主要结构面产状影响修正因素K5

边坡工程岩体质量分级时，修正因素受地下水和结构面状态的影响，未对天然地应力的影响进行修正，这是边坡岩体与地下工程岩体分级时的主要区别。边坡岩体的质量受主控结构面的影响，因此在最新分级标准中增添了其详细的修正系数。

2 实例分析

徐州市铜山区柳泉镇杨山研究区边坡类型分为五段，选取每段岩体结构面相应层面及共轭节理面作为主控结构面进行分析。岩体结构面间距为70～100 cm，岩层厚度以中厚层为主，且岩体结构面一般处于闭合状态，无充填，结合较好。因此将岩体结构定性为块状或厚层状结构，岩体完整程度较好。

地下水修正因素也是BQ法分级时所需要已知的指标。研究区边坡主要分布在杨山山脊及山坡，主要由寒武系上统崮山组、寒武系中统张夏组灰岩岩溶裂隙含水层组成。崮山组主要岩性为薄层泥质灰岩，中厚层条带状灰岩，裂隙岩溶发育，以溶隙、溶洞为主，崮山组下段岩溶率可达9.5%。张夏组灰岩裂隙、岩溶较发育，上段岩溶率平均为3.7%，岩溶裂隙连通性较好。受大气降水补给，富水性强。修正系数K4根据表2 中方法所取。

结构面发育特征亦是进行岩体分级时所要考虑的因素，节理面为主要结构面，且贯穿性较好，因此取岩体结构面类型与延伸性影响修正系数λ=0.85。

现场调查的各地质点层面的产状以及结构面产状影响修正系数F1，F2和F3的建议取值见表5。

《工程岩体分级标准》（GB/T50218—2014）中规定根据［BQ］值的大小以及岩体质量的定性特征将岩体划分为五个等级，具体分级方法可参考表6。

各地层分层岩体质量分级结果见表7。