2.1  分級因素及其確定方法

    2.1.1  本標準在確定分級因素及其指標時，采取了兩種方法平行進行，以便互相校核和檢驗，提高分級因素選擇的準確性和可靠性。一種是從地質條件和巖石力學的角度分析影響巖體穩定性的主要因素，據以確定分級因素并總結國內外實踐經驗，綜合分析選取分級因素的定量指標；另一種是采用了統計分析方法，研究我國各部門多年積累的大量測試數據，從中尋找符合統計規律的最佳分級因素。

影響工程巖體穩定的因素是多種多樣的，主要是巖體的物理力學性質、構造發育情況、承受的荷載（工程荷載和初始應力）、應力變形狀態、幾何邊界條件、水的賦存狀態等。這些因素中，只有巖體的物理力學性質和構造發育情況是獨立于各種工程類型的，反映了巖體的某本特性。在巖體的各項物理力學性質中，對穩定性關系最大的是巖石堅硬程度。巖體的構造發育狀況，體現了巖體是地質體的基本屬性，巖體的不連續性及不完整性是這一屬性的集中反映。這兩者是各種類型巖石工程的共性，對各種類型工程巖體的穩定性都是重要的，是控制性的。這樣，巖體基本質量分級的因素，應當是巖石堅硬程度和巖體完整程度。

至于巖石風化，雖然也是影響工程巖體質量和穩定性的重要因素，但是風化作用對工程巖體特性的影響，一方面是使巖石疏軟以至松散，物理力學性質變壞，另一方面是使巖體中裂隙增多，這些已分別在巖石堅硬程度和巖體完整程度中得到反映，所以本標準沒有把風化程度作為一個獨立的分級因素。

為了應用聚類分析、相關分析等統計方法，根據工程實踐經驗來研究選取分級因素，收集了來自各部門、各工程的460組實測數據，從中遴選了包括巖石單軸飽和抗壓強度（R_c）、點荷載強度（I_s）、巖石彈性縱波速度（V_pr）、巖體彈性縱波速度V_pm）、重力密度（γ）、埋深（H）、平均節理間距（d_p）（或RQD）等七項測試指標，巖體完整性指數（K_v）、應力強度比（γH／R_c）二項復合變量作為子樣。對同一工程且巖體性質相同的各區段，以其測試結果的平均值作為統計子樣。這樣，最終選定的抽樣總體來自各部門的103個工程，其中來自國防21個、鐵道13個、水電24個、冶金和有色金屬30個、煤炭8個、人防1個和建筑部門6個。經過對抽樣總體的相關分析、聚類分析和可靠性分析之后，確定巖體基本質量指標的因素的參數是R_c、K_v、d_p與γ。在這四項參數中，經進一步分析，γ值絕大多數在23～28kN／m³之間變動，對巖體質量的影響不敏感，可反映在公式的常數項中；而K_v與d_p在一定意義上同屬反映巖體完整性的參數，考慮到K_v在公式中的方差貢獻大于d_p，并考慮國內使用的廣泛性與簡化公式的需要，僅選用K_v。這樣，最終確定以R_c和K_v為定量評定巖體基本質量的分級因素。這與根據地質條件和巖石力學綜合分析的結果是一致的。

    2.1.2  根據定性與定量相結合的原則，巖體基本質量的兩個分級因素應當同時采用定性劃分和定量指標兩種方法確定，并相互對比。

分級因素定性劃分依據工程地質勘察中對巖體（石）性質和狀態的定性描述，需要在勘察過程中，對這兩個分級因素的一些要素認真觀察和記錄。這些資料由于獲取方法直觀，簡便易行，有經驗的工程人員易于對此進行鑒定和劃分。

分級因素的定量指標是通過現場原位測試或取樣室內試驗取得的，這些測試和試驗簡單易行，一般工程條件下都可以進行。在某些情況下，如果進行規定的測試和試驗有困難，還可以采用代用測試和試驗方法，經過換算求得所需的分級因素定量指標。

對于定性劃分出的各檔次，給出了相應的定量指標范圍值，以便使定性劃分和定量指標兩種方法確定的分級因素可以相互對比。

3.2  巖石堅硬程度的定性劃分

    2.2.1  巖石堅硬程度的確定，主要應考慮巖石的成分、結構及其成因，還應考慮巖石受風化作用的程度，以及巖石受水作用后的軟化、吸水反應情況。為了便于現場勘察時直觀地鑒別巖石堅硬程度，在“定性鑒定”中規定了用錘擊難易、回彈程度、手觸感覺和吸水反應等行之有效、簡單易行的方法。

在本條表3.21中，規定了用“定性鑒定”和“代表性巖石”這兩者作為定性評價巖石堅硬程度的依據。在作定性劃分時，應注意作綜合評價，在相互檢驗中確定堅硬程度并定名。

在確定巖石堅硬程度的劃分檔數時，考慮到劃分過粗不能滿足不同巖石工程對不同巖石的要求，在對巖體基本質量進行分級時，不便于對不同情況進行合理地組合；劃分過細又顯繁雜，不便使用。鑒于上述考慮，總結并參考國內已有的劃分方法和工程實踐中的經驗，本條先將巖石劃分為硬質巖和軟質巖二個大檔次，再進一步劃分為堅硬巖、軟堅硬巖、較軟巖、軟巖和極軟巖五個檔次。

    2.2.2  巖石長期受物理、化學等自然營力作用，即風化作用，致使巖石疏松以至松散，物理力學性質變壞。在確定代表性巖石時，僅僅說明是那種巖石是不夠的，還必須指明其風化程度，以便確定風化后的巖石堅硬程度檔次。

關于風化程度的劃分或定義，國內外在工程地質工作上，大都從大范圍的地層或風化殼的劃分著眼，把裂隙密度、裂隙分布及發育情況、彈性縱波速度以及巖石結構被破壞、礦物變異等多種因素包括進去。本條表2.2.2關于巖石風化特征的描述和風化程度的劃分，僅是針對小塊巖石，為表2.2.1服務的，它并不代替工程地質中對巖體風化程度的定義和劃分。是把巖體完整程度從整個地質特征中分離出去之后，專門為描述巖石堅硬程度作的規定，主要考慮巖石結構構造被破壞、礦物蝕變和顏色變化程度，而把裂隙及其發育情況等歸入巖體完整程度這另一個基本質量分級因素中去。

在自然界里，巖石被風化的程度總是從未風化逐漸演變為全風化的，是普遍存在的一個地質現象。本條總結了我國采用的劃分方法，并考慮在巖石堅硬程度劃分和在巖體基本質量分級時便于對不同情況加以組合，將巖石風化程度劃分為未風化、微風化、弱風化、強風化和全風化五種情況。

2.3  巖體完整程度的定性劃分

    2.3.1  巖體完整程度是決定巖體基本質量的另一個重要因素。影響巖體完整性的因素很多，從結構面的幾何特征來看，有結構面的密度、組數、產狀和延伸程度，以及各組結構面相互切割關系；從結構面性狀特征來看，有結構面的張開度、粗糙度、起伏度、充填情況、充填物水的賦存狀態等。將這些因素逐項考慮，用來對巖體完整程度進行劃分，顯然是困難的。從工程巖體的穩定性著眼，應抓住影響巖體穩定的主要方面，使評判劃分易于進行。經分析綜合，將幾何特征諸項綜合為“結構面發育程度”；將結構面性狀特征諸項綜合為“主要結構面的結合程度”。

本條表2.3.1中，規定了用結構面發育程度、主要結構面的結合程度和主要結構面類型作為劃分巖體完整程度的依據。在作定性劃分時，應注意對這三者作綜合分析評價，進而對巖體完整程度進行定性劃分并定名。

表中所謂“主要結構面”是指相對發育的結構面，即張開度較大、充填物較差、成組性好的結構面。

結構面發育程度包括結構面組數和平均間距，它們是影響巖體完整性的重要方面。在進行地質勘察時，應對結構面組數和平均間距進行認真地測繪和統計。我國各部門對結構面間距的劃分不盡相同（表1），也有別于國外（表2）。本條在對結構面平均間距進行劃分時，主要參考了我國工程實踐和有關規范的劃分情況，也酌情考慮了國外劃分情況。 

                      國內有關結構面間距劃分情況（m）                      表1