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勘察岩芯试验标准尺寸

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（一）大口径钻进

工程地质勘探钻孔的孔径，大多数是168MM开孔，91MM终孔，这样的孔身结构能够满足一般的勘探、试验要求。但是在特殊情况下，譬如为了探查坝基软弱夹层和强透水带的位置及展布方向、断层破碎带和缓倾角裂隙的产大辩论和特征，以及为了检查基础的灌浆质量和混凝土的浇筑情况，就需按照工程地质的要求，打一些大口每项钻孔，以工程技术人员进入孔中直接观察和测量。

大口径钻探方法有冲击钻进和回转钻进，在工程地质勘探中主要使用后者，其孔径分别1150、1050、950和750MM，孔深 30—60M，可以取得财心。钻具是在现有设备基础上改装的，主要包括钻头、岩心管、取粉管、钻杆等。除钻具外，还应配备吊笼、绞国及潜水泵等必要的设备。

（二） 小口径（金刚石钻头）钻进

近年来，我国在工程地制裁勘探中逐渐推广小口径的金刚石钻进。这种钻进有很多优点：能钻进极硬的岩石，使用寿命长，钻进效率高，岩心采取率高，且岩心完整度好；孔径均匀，孔壁光滑，钻弯曲度小；钻进时平稳，设备的磨损小，能量消耗少；重量轻，搬运方便等。金刚石钻具主要包括金刚石钻头、金刚石扩也器、岩心卡簧及金刚石钻进用岩心管。

金刚石钻头目前生产有直径76、66、46、36MM等几种规格，较一般的钻头要小得多，故称之为“小口径”。这种钻头是将金刚石颗粒镶嵌在钻头唇部，利用金刚石的硬度磨削岩石钻入地层。金刚石钻进一般均使用双层岩心管。从小泵送来的冲洗液，经内、外管之间的间隙而到达孔底，可减少对岩心的冲刷影响。

岩心划分有效厚度

1 总则

1.0.1 为建立统一的评价工程岩体稳定性的分级方法；为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据，制定本标准。

1.0.2 本标准适用于各类型岩石工程的岩体分级。

1.0.3 工程岩体分级，应采用定性与定量相结合的方法，并分两步进行，先确定岩体基本质量，再结合具体工程的特点确定岩体级别。

1.0.4 工程岩体分级所必需的地质调查和岩石试验，除应符合本标准外，尚应符合有关现行国家标准的规定。

2 术语、符号（略）

3 岩体基本质量的分级因素

3.1 分级因素及其确定方法

3.1.1 岩体基本质量应由岩石坚硬程度和岩体完整程度两个因素确定。

3.1.2 岩石坚硬程度和岩体完整程度，应采用定性划分和定量指标两种方法确定。

3.2 岩石坚硬程度的定性划分

3.2.1 岩石坚硬程度，应按表3.2.1进行定性划分。

表3.2.1 岩石坚硬程度的定性划分

3.2.2 岩石坚硬程度定性划分时，其风化程度应按表3.2.2确定。

表3.2.2 岩石风化程度的划分

3.3 岩体完整程度的定性划分

3.3.1 岩体完整程度，应按表3.3.1进行定性划分。

表3.3.1 岩体完整程度的定性划分

3.3.2 结构面的结合程度，应根据结构面特征，按表3.3.2确定。

表3.3.2 结构面结合程度的划分

3.4 定量指标的确定和划分

3.4.1 岩石坚硬程度的定量指标，应采用岩石单轴饱和抗压强度（Rc）。Rc应采用实测值。当无条件取得实测值时，也可采用实测的岩石点荷载强度指数（Is（50））的换算值，并按下式换算：

地质工程学原理

3.4.2 岩石单轴饱和抗压强度（Rc）与定性划分的岩石坚硬程度的对应关系，可按表3.4.2确定。

表3.4.2 Rc与定性划分的岩石坚硬程度的对应关系

3.4.3 岩体完整程度的定量指标，应采用岩体完整性指数（Kv）。Kv应采用实测值。当无条件取得实测值时，也可用岩体体积节理数（Jv），按表3.4.3确定对应的Kv值。

表3.4.3 Jv与Kv对照表

3.4.4 岩体完整性指数（Kv）与定性划分的岩体完整程度的对应关系，可按表3.4.4确定。

表3.4.4 Kv与定性划分的岩体完整程度的对应关系

3.4.5 定量指标Kv、Jv的测定，应符合本标准附录A的规定。

4 岩体基本质量分级

4.1 基本质量级别的确定

4.1.1 岩体基本质量分级，应根据岩体基本质量的定性特征和岩体基本质量指标（BQ）两者相结合，按表4.1.1确定。

表4.1.1 岩体基本质量分级

4.1.2 当根据基本质量定性特征和基本质量指标（BQ）确定的级别不一致时，应通过对定性划分和定量指标的综合分析，确定岩体基本质量级别。必要时，应重新进行测试。

4.2 基本质量的定性特征和基本质量指标

4.2.1 岩体基本质量的定性特征，应由表3.2.1和表3.3.1所确定的岩石坚硬程度和岩体完整程度组合确定。

4.2.2 岩体基本质量指标（BQ），应根据分级因素的定量指标Rc的兆帕数值和Kv，按下式计算：

地质工程学原理

注：使用（4.2.2）式时，应遵守限制条件：①当Rc>90Kv+30时，应以Rc=90Kv+30和Kv代入计算BQ值。②当Kv>0.04Rc+0.4时，应以Kv=0.04Rc+0.4和Rc代入计算BQ值。

5.工程岩体级别的确定

5.1 一般规定

5.1.1 对工程岩体进行初步定级时，宜按表4.1.1规定的岩体基本质量级别作为岩体级别。

5.1.2 对工程岩体进行详细定级时，应在岩体质量分级的基础上，结合不同类型工程的特点，考虑地下水状态、初始应力状态、工程轴线或走向线的方位与主要软弱结构面产状的组合关系等必要的修正因素，其中边坡岩体，还应考虑地表水的影响。

5.1.3 岩体初始应力状态，当无实测资料时，可根据工程埋深或开挖深度、地形地貌、地质构造运动史、主要构造线和开挖过程中出现的岩爆、岩心饼化等特殊地质现象，按本标准附录B作出评估。

5.1.4 当岩体的膨胀性、易溶性以及相对于工程范围，规模较大、贯通性较好的软弱结构面成为影响岩体稳定性的主要因素时，应考虑这些因素对工程岩体级别的影响。

5.1.5 岩体初步定级时，岩体物理力学参数，可按本标准附录C中表C.0.1选用。结构面抗剪断峰值强度参数，可根据岩石坚硬程度和结构面结合程度，按本标准附录C中表C.0.2选用。

5.2 工程岩体级别的确定

5.2.1 地下工程岩体详细定级时，如遇有下列情况之一时，应对岩体基本质量指标（BQ）进行修正，并以修正后的值按表4.1.1确定岩体级别。

5.2.1.1 有地下水；

5.2.1.2 岩体稳定性受软弱结构面影响，且由一组起控制作用；

5.2.1.3 存在本标准附录B表B.0.1所列高初始应力现象。

5.2.2 地下工程岩体基本质量指标修正值（［BQ］），可按附录D计算。

5.2.3 对跨度等于或小于20m的地下工程，当已确定级别的岩体，其实际的自稳能力，与本标准附录E相应级别的自稳能力不相符时，应对岩体级别作相应调整。

5.2.4 对大型的或特殊的地下工程岩体，除应按本标准确定基本质量级别外，详细定级时，尚可采用有关标准的方法，进行对比分析，综合确定岩体级别。

5.2.5 工业与民用建筑地基岩体应按表4.1.1规定的基本质量级别定级。

5.2.6 工业与民用建筑地基岩体基岩承载力可按下列规定确定：

5.2.6.1 各级岩体基岩承载力基本值（f0）可按表5.2.6-1确定。

表5.2.6-1 基岩承载力基本值（f0）

5.2.6.2 考虑基岩形态影响时，基岩承载力标准值（fk）可按下式确定。

地质工程学原理

5.2.6.3 基岩形态影响折减系数（η），可按表5.2.6-2选用。

表5.2.6-2 基岩形态影响折减系数η

5.2.7 边坡工程岩体详细定级时，应按不同坡高考虑地下水、地表水、初始应力场、结构面间组合、结构面的产状与边坡面间的关系等因素对边坡岩体级别的影响进行修正。

附录A KV、JV测试的规定

A.0.1 岩体完整性指数（KV），应针对不同的工程地质岩组或岩性段，选择有代表性的点、段，测定岩体弹性纵波速度，并应在同一岩体取样测定岩石弹性横波速度。Kv值应按下式计算：

地质工程学原理

式中：Vpm为岩体弹性纵波速度（km/s）；Vpr为岩石弹性横波速度（km/s）。

A.0.2 岩体体积节理数（Jv），应针对不同的工程地质岩组或岩性段，选择有代表性的露头或开挖壁面进行节理（结构面）统计。除成组节理外，对延伸长度大于1m的分散节理亦应予以统计。已为硅质、铁质、钙质充填再胶结的节理不予统计。

每一测点的统计面积，不应小于2×5m2。岩体Jv值，应根据节理统计结果，按下式计算：

地质工程学原理

式中：Jv为岩体体积节理数（条/m3）；Sn为第n组节理每米长测线上的条数；Sk为每立方米岩体非成组节理条数。

附录B 岩体初始应力场评估

B.0.1 在无实测成果时，可根据地质勘察资料，按下列方法对初始应力场作出评估：

（1）较平缓的孤山体，一般情况下，初始应力的垂直向应力为自重应力，水平向应力不大于γH·ν/（1-ν）。

（2）通过对历次构造形迹的调查和对近期构造运动的分析，以第一序次为准，根据复合关系，确定最新构造体系，据此确定初始应力的最大主应力方向。

当垂直向应力为自重应力，且是主应力之一时，水平向主应力较大的一个，可取（0.8～1.2）γH或更大。

（3）埋深大于1000m，随着深度的增加，初始应力场逐渐趋向于静水压力分布，大于1500m以后，一般可按静水压力分布考虑。

（4）在峡谷地段，从谷坡至山体以内，可区分为应力释放区、应力集中区和应力稳定区。峡谷的影响范围，在水平方向一般为谷宽的1～3倍。对两岸山体，最大主应力方向一般平行于河谷，在谷底较深部位，最大主应力趋于水平且转向垂直于河谷。

（5）地表岩体剥蚀显著地区，水平向应力仍按原覆盖厚度计算。

（6）发生岩爆或岩心饼化现象，应考虑存在高初始应力的可能，此时，可根据岩体在开挖过程中出现的主要现象，按表B.0.1评估。

注：H为工程埋深（m），γ为岩体重力密度（kN/m3），ν为岩体泊松比。

表B.0.1 高初始应力地区岩体在开挖过程中出现的主要现象

附录C 岩体及结构面物理力学参数

C.0.1 岩体物理力学参数可按表C.0.1选用

表C.0.1 岩体物理力学参数

C.0.2 岩体结构面抗剪断峰值强度参数可按表C.0.2选用

表C.0.2 岩体结构面抗剪断峰值强度

附录D 岩体基本质量指标的修正

D.0.1 岩体基本质量指标修正值（［BQ］），可按下式计算：

地质工程学原理

式中：［BQ］为岩体基本质量指标修正值；BQ为岩体基本质量指标；K1为地下水影响修正系数；K2为主要软弱结构面产状影响修正系数；K3为初始地应力状态影响修正系数。

K1、K2、K3值，可分别按表D.0.1-1、D.0.1-2、D.0.1-3确定，无表中所列情况时，修正系数为零。［BQ］出现负值时，应按特殊问题处理。

表D.0.1-1 地下水影响修正系数K1

表D.0.1-2 主要软弱结构面产状影响修正系数K2

表D.0.1-3 初始应力状态影响修正系数K3

附录E 地下工程岩体自稳能力

E.0.1 地下工程岩体自稳能力，应按表E.0.1确定。

表E.0.1 地下工程岩体自稳能力

续表

根据有效厚度物性下限标准，可以准确地划分取心井取心层段的岩心分析有效厚度。划分岩心有效厚度一般需遵循以下流程:

1.选层

以深侧向电阻率、自然电位负异常值、深感应电阻率等曲线为依据，按照本油田的油水层解释标准，参考本井邻层试油结果、邻井本层试油结果，综合解释储层流体性质。在油层、油气层和油水同层中，含油性为油浸以上、岩性为粉砂岩以上的层段划分有效厚度在气层和气水同层中，岩性为粉砂岩以上的层段划分有效厚度含油水层、含气水层、水层和干层不划分有效厚度。

2.分合层

1)有横向解释层时，以横向解释层为基础，横向解释层内，砂岩厚度不分层，有效厚度也不分层，合起来扣除夹层表示。

2)无横向解释层时，以砂岩厚度为基础，同一砂岩层内，有效厚度不分层，合起来扣除夹层表示。

3)横向解释层或砂岩厚度外的层，夹层厚度<0.4m时，若附体层厚度≥夹层厚度，有效厚度合起来扣除夹层表示若附体层厚度<夹层厚度，则有效厚度分开表示。夹层厚度>0.4m时，有效厚度分开表示。

3.顶底界确定

确定顶、底界的原则是:观察每个取心层段的岩心资料，选择含油性为油浸以上、岩性为粉砂岩以上、空气渗透率大于0.1×10-3μm2或无空气渗透率资料但有效孔隙度大于9.0%的层段划分有效厚度。选择横向解释层内第一个层段的顶界为有效厚度的顶界，最后一个层段的底界为有效厚度标准的底界。

4.扣除夹层

在有效厚度顶、底界之间，含油性为油斑及以下的层段扣除含油性夹层岩性为泥质粉砂岩及以下的层段扣除岩性夹层空气渗透率低于0.1×10-3μm2，或无空气渗透率资料但有效孔隙度低于9%的层段扣除物性夹层。

根据岩心资料划分有效厚度的起划标准为0.2m，扣除夹层的起扣标准为0.1m。在划分岩心有效厚度时，对于含钙、含水的含油砂岩，含油性可降一级考虑。

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