BQ 分級法在邊坡巖體基本質量分級中的應用分析

虞金林

（中國建筑材料工業(yè)地質勘查中心江蘇總隊，江蘇 南京211135）

0 引言

巖體基本質量分級， 是各類型工程巖體定級的基礎。 BQ 法作為國內適用于各類型巖石工程的巖體分級標準， 由于其綜合參考了國內外巖體質量分級依據， 同時緊密結合我國巖體工程所具有的工程特征，因此具有較強的科學性和實用性，已在各巖體行業(yè)得到廣泛應用。

1 BQ 分級法思路及其相關指標的選取

國際《工程巖體分級標準》提出，在工程巖體特征的定性基礎之上，以巖體基本質量指標（BQ）對巖體劃分等級。 根據BQ值的大小，將工程巖體劃分為五個等級， 每一等級的巖體都具有相似的工程性質，得到了工程巖體初步定級的結果。 巖體基本質量指標（BQ）的初步確定需要巖石的飽和抗壓強度（Rc）和巖體的完整性指數（Kv），在這兩個參數已經確定時，BQ的取值可由式1 確定[1]：

當 Rc＞90Kv+30 時， 應取 Rc= 90Kv+30 計算BQ；當 Kv＞0.04Rc+0.4 時，應取 Kv= 0.04Rc+0.4 計算BQ[2]。

巖體的完整性指數（Kv）是對巖體完整程度進行評價的定量指標[3]。 完整性指數跟巖體的結構面發(fā)育狀況有關，完整性指數越大，表明巖體內結構面閉合程度越好，巖體完整性越高。 巖體完整性指數按式（2）計算：

式2 中，vmp是巖體縱波速度，vrp是巖塊縱波波速。 式（2）表明，巖體的完整程度用縱波波速評價，巖體的結構面發(fā)育特征對巖體波速有顯著影響。因此當無法測出巖體波速數據時，可根據巖體的結構面發(fā)育狀況確定巖體的完整性指數，具體方法可參考表1[4]。

表1 巖體完整性指數的定性取值

BQ 分級法主要考慮的是巖塊的強度以及巖體的完整性，但這兩個因素只是表述工程巖體自身性質的基本分級因素。 除此之外，工程巖體的分級與所處的地質環(huán)境密切相關，因此對工程巖體質量的評價還需進一步考慮修正因素，即用修正后的巖體基本質量指標［BQ］對巖體進行分級。 在邊坡工程巖體質量分級中，修正因素為：主要結構面類型與延伸性修正因素λ、主要結構面產狀影響修正因素K5以及地下水影響修正因素K4。修正值［BQ］的取值由式3 確定：

式 4 中，F(xiàn)1，F(xiàn)2，F(xiàn)3分別為邊坡傾向與主要結構面傾向間關系影響的系數，主要結構面傾角影響的系數以及主要結構面傾角與邊坡傾角間關系影響的系數。具體修正方法可參照《工程巖體分級標準》（GB/T50218—2014）中的相關內容，三種不同因素下修正系數的建議取值見表2，3 和4。

表2 修正系數（K4）關于地下水影響

表3 邊坡工程主要結構面類型與延伸性修正系數λ

表4 邊坡工程主要結構面產狀影響修正因素K5

邊坡工程巖體質量分級時， 修正因素受地下水和結構面狀態(tài)的影響， 未對天然地應力的影響進行修正， 這是邊坡巖體與地下工程巖體分級時的主要區(qū)別。 邊坡巖體的質量受主控結構面的影響， 因此在最新分級標準中增添了其詳細的修正系數。

2 實例分析

徐州市銅山區(qū)柳泉鎮(zhèn)楊山研究區(qū)邊坡類型分為五段， 選取每段巖體結構面相應層面及共軛節(jié)理面作為主控結構面進行分析。 巖體結構面間距為70～100 cm，巖層厚度以中厚層為主，且?guī)r體結構面一般處于閉合狀態(tài)，無充填，結合較好。 因此將巖體結構定性為塊狀或厚層狀結構， 巖體完整程度較好。

地下水修正因素也是BQ法分級時所需要已知的指標。 研究區(qū)邊坡主要分布在楊山山脊及山坡，主要由寒武系上統(tǒng)崮山組、寒武系中統(tǒng)張夏組灰?guī)r巖溶裂隙含水層組成。 崮山組主要巖性為薄層泥質灰?guī)r，中厚層條帶狀灰?guī)r，裂隙巖溶發(fā)育，以溶隙、溶洞為主，崮山組下段巖溶率可達9.5%。張夏組灰?guī)r裂隙、巖溶較發(fā)育，上段巖溶率平均為3.7%，巖溶裂隙連通性較好。 受大氣降水補給，富水性強。 修正系數K4根據表2 中方法所取。

結構面發(fā)育特征亦是進行巖體分級時所要考慮的因素，節(jié)理面為主要結構面，且貫穿性較好，因此取巖體結構面類型與延伸性影響修正系數λ=0.85。

現(xiàn)場調查的各地質點層面的產狀以及結構面產狀影響修正系數F1，F(xiàn)2和F3的建議取值見表5。

《工程巖體分級標準》（GB/T50218—2014）中規(guī)定根據［BQ］值的大小以及巖體質量的定性特征將巖體劃分為五個等級，具體分級方法可參考表6。

各地層分層巖體質量分級結果見表7。

表5 結構面產狀影響因素修正系數建議取值

表6 巖體質量分級方法

表7 BQ 法工程巖體質量分級結果

3 結語

（1）BQ分級法主要通過巖塊強度及巖體完整性對工程巖體自身性質進行基本分級。

（2）工程巖體的分級與所處的地質環(huán)境密切相關。在結合了主要結構面類型與延伸性修正因素λ、主要結構面產狀影響修正因素K5以及地下水影響修正因素K4三個修正因素， 將更準確地對邊坡工程巖體質量進行分級。