Q-System岩石块体尺寸的估算(RQD/Jn)

1 引言

Q-System的第一个分项是(RQD/Jn), 代表着岩体内的相对块体尺寸(block size)，用来衡量岩块大小，即岩体节理化的程度。本文简述了RQD/Jn的估算方法。

2 计算RQD

RQD的值可以在现场实测得到(Deere's RQD---现代岩体工程分类方法的基石 (Part II)), 如果实测的RQD小于10，那么取最小值10。此外, Barton指出，RQD的间隔取5已经足够精确，也就是说RQD的值取象25,30,35,40这样的数字即可。

RQD也可以通过体积节理数Jv来估算RQD。Palmstrom (2005) 提出了下面的关系：

RQD = 110-2.5Jv

其中Jv 是体积节理数(volumetric joint count)，定义为一立方米的岩体内节理数目之和, Jv=4至44。

Jv=1/S1 1/S2 1/S3 ...1/Sn Nr/5

其中S1, S2 and S3是每组节理节理间距的平均值，Nr是随机节理且节理间距为5m的节理数目。

3 计算Jn

Jn是节理组数(Joint Set Number)，Jn的范围是0.5(无节理)到20(完全破碎的岩石)。岩块的形状和大小取决于节理的几何形状, 一组节理内的节理几乎是相互平行的。在地下开挖中，如果节理节理间距大于开挖跨度或高度，那么应该把节理视为随机节理。当计算Jn值时，应该仅考虑相同位置的块体，在一个较长的地下开挖中，如果综合所有的数据，那么得出的Jn值会太高。

例如, 下面左图中只有一组节理，因此Jn=2; 右图有三组节理外加一些随机节理，因此Jn=9-12.

如果很难用眼睛辨识节理数，可以把实测的倾向和倾角值绘制在赤平极射投影图上，然后通过聚类分析得出站统治地位的节理组数，如下图所示。

4 计算RQD/Jn

分别求出RQD和Jn, 便可以计算RQD/Jn. RQD的取值范围是10-100, Jn的取值范围是0.5-20, 因此理论上来说，RQD/Jn的极端取值范围为0.5-200. 很显然，这是非常粗略的估计。

块体体积与RQD/Jn之间的关系如下图所示。

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