CE2332 工程地質

CH7CH7 工程地質計量化工程地質計量化及其應用及其應用

22CH7CH7工程地質中之環境因素工程地質中之環境因素

7.1 影響工程地質計量化之相關因素

地質材料因素地質材料因素 地質構造因素地質構造因素 環境因素環境因素 工程因素工程因素

33CH7CH7工程地質中之環境因素工程地質中之環境因素

7.1.1 地質材料因素

岩石材料之地質類別岩石材料之地質類別 地質材料之顏色地質材料之顏色 岩石材料成分之粒度岩石材料成分之粒度 地質材料之強度地質材料之強度

單壓強度單壓強度 張力強度張力強度

岩石材料之風化狀況岩石材料之風化狀況

44CH7CH7工程地質中之環境因素工程地質中之環境因素

現地岩心樣本強度之測驗方式

點荷重試驗點荷重試驗 單壓試驗單壓試驗 巴西抗張裂試驗巴西抗張裂試驗

DT

PBt

2,

P

D

D

PIS

P

DT

A

PUCS

P

55CH7CH7工程地質中之環境因素工程地質中之環境因素

點荷重試驗

66CH7CH7工程地質中之環境因素工程地質中之環境因素

單壓試驗

77CH7CH7工程地質中之環境因素工程地質中之環境因素

巴西抗張裂試驗

88CH7CH7工程地質中之環境因素工程地質中之環境因素

消散耐久試驗

99CH7CH7工程地質中之環境因素工程地質中之環境因素

7.1.2 地質構造因素 弱面方位弱面方位 弱面間距弱面間距 弱面持續性弱面持續性 弱面粗糙度弱面粗糙度 弱面品質弱面品質 (( 風化程度風化程度 )) 弱面內寬弱面內寬 弱面內軟弱夾心弱面內軟弱夾心 弱面組數弱面組數 RQDRQD 地質構造概況地質構造概況

1010CH7CH7工程地質中之環境因素工程地質中之環境因素

7.1.3 環境因素

大地應力大地應力 地下水或弱面滲水情形地下水或弱面滲水情形 地表下深度地表下深度

1111CH7CH7工程地質中之環境因素工程地質中之環境因素

7.1.4 工程因素

工程規模工程規模 隧道軸線及開挖前進方向隧道軸線及開挖前進方向

1212CH7CH7工程地質中之環境因素工程地質中之環境因素

7.2 工程地質計量化之方法

岩體評分法岩體評分法 (RMR(RMR 法法 )) 南非 南非 BieniawskiBieniawski

岩體品質法岩體品質法 (Q(Q 法法 )) 挪威 挪威 BartonBarton

岩石構造述評分法岩石構造述評分法 (RSR(RSR 法法 )) 美國 美國 WickhamWickham

1313CH7CH7工程地質中之環境因素工程地質中之環境因素

7.2.1 RMR 法

1414CH7CH7工程地質中之環境因素工程地質中之環境因素

7.2.1 RMR 法

弱面方位有利於或不利於隧道之評估方法

1515CH7CH7工程地質中之環境因素工程地質中之環境因素

弱面走向垂直隧道軸向隧道前進方向相同於弱面傾向

1616CH7CH7工程地質中之環境因素工程地質中之環境因素

弱面走向垂直隧道軸向隧道前進方向逆於弱面傾向

1717CH7CH7工程地質中之環境因素工程地質中之環境因素

弱面走向平行隧道軸向

1818CH7CH7工程地質中之環境因素工程地質中之環境因素

7.2.2 Q 法

RQDRQD ：岩石品質指標：岩石品質指標 JJnn ：弱面組數之評分：弱面組數之評分 JJrr ：弱面粗糙度之評分：弱面粗糙度之評分 JJaa ：弱面品質之評分：弱面品質之評分 JJww ：弱面滲水情形之評分：弱面滲水情形之評分 SRFSRF ：應力影響因素之評分：應力影響因素之評分

Q = (RQD/Jn) x (Jr/Ja) x (Jw/SRF)

1919CH7CH7工程地質中之環境因素工程地質中之環境因素

7.2.3 RSR 法

AA ：一般地質評分：一般地質評分 BB ：弱面方位與隧道方向之評分：弱面方位與隧道方向之評分 CC ：漏水與弱面品質之評分：漏水與弱面品質之評分

RSR = A + B + C

2020CH7CH7工程地質中之環境因素工程地質中之環境因素

RSR 法之一般地質評分 (A)

2121CH7CH7工程地質中之環境因素工程地質中之環境因素

RSR 法之弱面方位與隧道方向評分 (B)

弱面之傾角：平： 0~20o；傾斜： 20~50o ；垂直： 50~90o

2222CH7CH7工程地質中之環境因素工程地質中之環境因素

RSR 法之漏水與弱面品質評分 (C)

弱面品質：良：緊閉或膠合可：輕度風化或腐朽劣：嚴重風化、腐朽或張開

2323CH7CH7工程地質中之環境因素工程地質中之環境因素

7.3 岩體分類法之應用

由岩體分類估計岩體之變形模數由岩體分類估計岩體之變形模數

由岩體分類估計岩體之剪力強度由岩體分類估計岩體之剪力強度

由岩體分類求隧道荷重、開挖方法及支保設計由岩體分類求隧道荷重、開挖方法及支保設計

)50(10)(

)50(1002)(40/)10(

RMRGPaE

RMRRMRGPaERMR

m

m

3.6

100exp

4.13

95exp

)( 2/12331

RMRs

RMRmm

sm

i

cfcff

2424CH7CH7工程地質中之環境因素工程地質中之環境因素

RMR 與岩體概略性質 (Bieniawski, 1979)

等級等級 II IIII IIII IVIV VV

RMRRMR 100-100-8181 80-6180-61 60-4160-41 40-2140-21 <20<20

隧道免支保隧道免支保時間時間 // 跨度跨度

1010 年年/ 15m/ 15m

66 月月 / / 8m8m

11 周周 / / 5m5m

1010 小小時時 / 2.5/ 2.5

mm

3030 分分/ 1m/ 1m

C C

(KPa)(KPa)>400 >400 300-300-

400400200-200-300300

100-100-200200 <100<100

度度

>45>45 30-4530-45 25-3525-35 15-2515-25 <15<15

2525CH7CH7工程地質中之環境因素工程地質中之環境因素

7.3 RMR 岩體分類範例A

A’

如右圖所示之區域，有一隧道將在高程 100m處由 A’開挖至 A。各岩層之性質如下表所示，試將其可能遭遇之岩體利用 RMR法將其分類

類別類別 石灰岩石灰岩 頁岩頁岩 砂岩砂岩單壓強度單壓強度(MPa)(MPa)

3535 0.20.2 2020

RQDRQD 6565 1515 8585

弱面間距弱面間距 1.5m1.5m 200mm200mm 300mm300mm

弱面狀況弱面狀況 不連續不連續緊閉緊閉

連續連續內寬內寬 2mm2mm

內寬內寬 <1mm<1mm

岩壁堅硬岩壁堅硬地下水地下水情況情況 10 l/min10 l/min 25 l/min25 l/min 5 l/min5 l/min