Классификация горных пород

Системы классификации горных пород используются для различных инженерных проектов и анализа устойчивости. Они основаны на эмпирических связях между параметрами горных пород и инженерными приложениями, такими как туннели, откосы, фундаменты и возможность выемки грунта. Первая система классификации горных пород в геотехнической инженерии была предложена в 1946 году для туннелей со стальными опорами.

Методы проектирования

В разработке горных пород можно выделить три стратегии проектирования: аналитическую, эмпирическую и численную. Эмпирические методы, т.е. классификация горных пород, широко используются для технико-экономических и предпроектных исследований, а часто и для окончательного проектирования.

Цели

Целями классификации массивов горных пород являются (по Бенявскому 1989):

Определить наиболее значимые параметры, влияющие на поведение горного массива.
Разделите конкретный состав горной массы на группы сходного поведения – классы горной массы различного качества.
Обеспечить основу для понимания характеристик каждого класса горной массы.
Сопоставьте опыт горных пород на одном участке с условиями и опытом, полученными на других участках.
Получение количественных данных и рекомендаций для инженерного проектирования.
Обеспечить общую основу для общения между инженерами и геологами.

Преимущества

Основные преимущества классификаций горных массивов:

Повысьте качество исследования объектов, используя минимальные входные данные в качестве параметров классификации.
Предоставьте количественную информацию для целей проектирования.
Обеспечьте лучшее инженерное решение и более эффективную коммуникацию по проекту.
Обеспечить основу для понимания характеристик каждого массива горных пород.

Системы классификации горных пород

Системы для туннелирования: Количественные

Другие системы: Качественная

Классификация прочности по размеру

Системы обустройства склонов

Номинальная масса на склоне (SMR), ^[1] Номинальная масса при непрерывном наклоне ^[2] и графический рейтинг наклонной массы ^[3]
Система классификации горных пород горных склонов ^[4]
Классификация вероятностей устойчивости склонов (SSPC) ^[5]
Q-наклон

Более ранние системы

Метод классификации горных нагрузок

Метод классификации горных нагрузок является одним из первых методологий классификации горных пород для инженерных целей. Карл фон Терцаги разработал методологию строительства туннелей, поддерживаемых стальными наборами, в 1940-х годах. Многие считают его устаревшим, поскольку идеи о механическом поведении горных пород и горного массива с тех пор получили дальнейшее развитие, и эта методология не подходит для современных методов прокладки туннелей с использованием торкретбетона и анкеров .

Ссылка: Терзаги, К. (1946). «Дефекты горных пород и нагрузки на тоннельные опоры». В Прокторе, Р.В.; Уайт, Т. (ред.). Прокладка каменных туннелей со стальными опорами . Янгстаун, Огайо: Commercial Shearing and Stamping Co., стр. 15–99. также в серии 25 «Механика грунтов» , публикация 418. Гарвардский университет, Высшая инженерная школа.

Классификация времени стояния

Классификация времени простоя Лауффера часто считается источником Нового австрийского метода туннелирования (NATM) . Первоначальная система, разработанная Лауффером, в настоящее время многими считается устаревшей, но его идеи включены в современную науку о механике горных пород, например, соотношение между пролетом туннеля и временем стоянки, и особенно в Новом австрийском методе туннелирования. .

Ссылка: Лауффер, Х. (1958). «Горная классификация для строительства галерей». Геология гражданского строительства (на немецком языке). 74 (1): 46–51.

Обозначение качества породы

Индекс качества горных пород был разработан компанией Deere в 1960-х годах для классификации качества керна горной породы на основе целостности керна скважины. В настоящее время сама система классификации используется не очень часто, но определение RQD как индекса качества керна породы является стандартной практикой при любом геотехническом бурении горных пород и используется во многих, более поздних системах классификации горных пород, таких как RMR и Q-система (см. выше).

Рейтинг структуры горных пород (RSR)

Система оценки структуры горных пород — это количественный метод описания качества горной массы и подходящей крепи грунта, в частности стальной ребристой крепи, разработанный Уикхемом, Тидеманом и Скиннером в 1970-х годах.

См. также

Ссылки

^ Романа, Мануэль Р. (1993). «Геомеханическая классификация склонов: рейтинг массы склона». Испытание горных пород и характеристика площадки . стр. 575–600. дои : 10.1016/B978-0-08-042066-0.50029-X . ISBN 978-0-08-042066-0 .
^ Томас, Р.; Дельгадо, Дж.; Серон, JB (октябрь 2007 г.). «Модификация номинальной массы склона (SMR) с помощью непрерывных функций». Международный журнал механики горных пород и горных наук . 44 (7): 1062–1069. Бибкод : 2007IJRMM..44.1062T . дои : 10.1016/j.ijrmms.2007.02.004 .
^ Томас, Р.; Куэнка, А.; Кано, М.; Гарсиа-Барба, Дж. (январь 2012 г.). «Графический подход к определению массы уклона (SMR)». Инженерная геология . 124 : 67–76. Бибкод : 2012EngGe.124...67T . дои : 10.1016/j.enggeo.2011.10.004 .
^ Пантелидис, Лисандрос (25 сентября 2009 г.). «Альтернативная система классификации горных массивов горных склонов». Бюллетень инженерной геологии и окружающей среды . 69 (1): 29–39. дои : 10.1007/s10064-009-0241-y . S2CID 128937472 .
^ Хак, Р.; Прайс, Д.; Ренгерс, Н. (1 мая 2003 г.). «Новый подход к устойчивости скальных откосов - вероятностная классификация (SSPC)». Бюллетень инженерной геологии и окружающей среды . 62 (2): 167–184. Бибкод : 2003BuEGE..62..167H . дои : 10.1007/s10064-002-0155-4 . S2CID 140693335 .

Дальнейшее чтение

Бенявский, З.Т. (1989). Классификация инженерных горных пород . Уайли-Интерсайенс . п. 272. ИСБН 978-0-471-60172-2 .
Хак, HRGK (25–28 ноября 2002 г.). «Оценка рейтинга устойчивости по тангажу. Основная лекция». В Динише да Гаме, К.; Рибейра и Соуза, Л. (ред.). Учеб. ИСРМ ЕВРОК'2002 . Фуншал, Мадейра, Португалия: Португальское геотехническое общество, Лиссабон, Португалия. стр. 3–32. ISBN 972-98781-2-9 .
Палмстром, А.; Брох, Э. (2006). «Использование и неправильное использование систем классификации горных пород с особым упором на Q-систему». Туннельная и подземная космическая техника . 21 (6): 575–593. Бибкод : 2006TUSTI..21..575P . дои : 10.1016/j.tust.2005.10.005 .
Пантелидис, Л. (2009). «Оценка устойчивости горных откосов с помощью систем классификации горных массивов». Международный журнал механики горных пород и горных наук . 46 (2): 315–325. Бибкод : 2009IJRMM..46..315P . дои : 10.1016/j.ijrmms.2008.06.003 .
Сингх, Б.; Гоэл, РК (1999). Классификация горных пород: практический подход в гражданском строительстве . Эльзевир Наука . п. 282. ИСБН 978-0-08-043013-3 .
Сингх, Б.; Гоэл, РК (2006). Прокладка туннелей в слабых породах . Геоинжиниринг. Том. 5. Эльзевир Наука . п. 512. ИСБН 978-0-08-044987-6 .

[1] Романа, Мануэль Р. (1993). «Геомеханическая классификация склонов: рейтинг массы склона». Испытание горных пород и характеристика площадки . стр. 575–600. дои : 10.1016/B978-0-08-042066-0.50029-X . ISBN 978-0-08-042066-0 .

[2] Томас, Р.; Дельгадо, Дж.; Серон, JB (октябрь 2007 г.). «Модификация номинальной массы склона (SMR) с помощью непрерывных функций». Международный журнал механики горных пород и горных наук . 44 (7): 1062–1069. Бибкод : 2007IJRMM..44.1062T . дои : 10.1016/j.ijrmms.2007.02.004 .

[3] Томас, Р.; Куэнка, А.; Кано, М.; Гарсиа-Барба, Дж. (январь 2012 г.). «Графический подход к определению массы уклона (SMR)». Инженерная геология . 124 : 67–76. Бибкод : 2012EngGe.124...67T . дои : 10.1016/j.enggeo.2011.10.004 .

[4] Пантелидис, Лисандрос (25 сентября 2009 г.). «Альтернативная система классификации горных массивов горных склонов». Бюллетень инженерной геологии и окружающей среды . 69 (1): 29–39. дои : 10.1007/s10064-009-0241-y . S2CID 128937472 .

[5] Хак, Р.; Прайс, Д.; Ренгерс, Н. (1 мая 2003 г.). «Новый подход к устойчивости скальных откосов - вероятностная классификация (SSPC)». Бюллетень инженерной геологии и окружающей среды . 62 (2): 167–184. Бибкод : 2003BuEGE..62..167H . дои : 10.1007/s10064-002-0155-4 . S2CID 140693335 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]