3. RQD定义与现场判别准则
RQD(Rock Quality Designation,岩石质量指标)由Deere于1964年提出,是岩体分级中最经典、最基础的定量指标之一。它用钻孔岩芯中“完整岩块”的长度占比来近似描述岩体的完整程度,计算式极为简洁:
RQD =(长度≥10 cm的完整岩块累计长度 ÷ 本回次钻进长度)× 100%
公式虽短,但现场判别时真正容易出错的恰恰是“什么算完整岩块”“长度从哪里量到哪里”“哪些段不能计入”这几个细节。本节围绕原始定义、10 cm长度阈值、完整岩块计数规则和常见误判情形展开,目标是让读者在岩芯箱前能够独立、稳定地完成一次RQD判读。
一、原始定义中的三个关键约束
Deere的原始定义包含三个必须同时满足的约束,缺一不可:
- 对象是钻孔岩芯:RQD以金刚石钻进获取的岩芯为统计对象,不是露头、不是硐壁、也不是破碎带中的岩块。对同一岩体,不同钻孔方向、不同孔径、不同钻进工艺得到的RQD可能不同,因此RQD必须与钻孔信息绑定记录。
- 只统计“完整”且“长度≥10 cm”的岩块:完整指未受构造或风化作用分离的天然岩块,长度指该岩块沿岩芯轴线的实际长度。
- 以回次为统计单元:RQD按每个钻进回次分别计算,回次长度通常为1.5 m或3 m,不能把整孔岩芯混在一起算一个总RQD,否则会掩盖不同深度段的完整性差异。
需要特别强调:RQD是长度百分比,不是岩块数量百分比,也不是体积百分比。现场常有人数“有几块超过10 cm”,这是错误的,必须量长度、累加长度。
二、10 cm长度阈值与量测方法
10 cm是RQD的硬阈值,量测时应沿岩芯轴线方向,从岩块一端量到另一端,取该岩块的最大完整长度。具体操作要点如下:
- 将回次岩芯按钻进顺序从左到右(或按岩芯箱标记方向)摆放整齐,确认没有错位、倒置。
- 对每一段天然岩块,用钢尺沿轴线量取其长度,记录到厘米级。
- 凡长度≥10 cm的岩块,将其长度累加;长度<10 cm的碎块、碎屑不计入分子。
- 分母取本回次实际钻进长度(进尺),而不是岩芯箱的物理长度,也不是岩芯采取长度。
这里有一个容易被忽略的细节:分母是进尺,不是岩芯长度。如果某回次进尺1.5 m,但因溶蚀、软弱夹层导致岩芯采取率只有80%,分母仍为1.5 m,未取上来的部分自然拉低了RQD,这正是RQD反映岩体完整性的方式之一。若误用岩芯实际长度作分母,会系统性高估RQD。
三、完整岩块的计数规则
“完整岩块”的判定是RQD现场判别的核心,规则可归纳为以下几点:
- 天然分离才算断开:由构造节理、裂隙、层面、风化界面等天然原因分离的岩块,按分离后的单块长度计量。机械钻进、取芯、搬运造成的断裂,若能明确判断为人为断口,应把断口两侧拼合后按一个岩块计量。
- 拼合后量长度:人为断口拼合后,若拼合体沿轴线长度≥10 cm,则该拼合体整体计入;若拼合后仍<10 cm,则不计入。
- 软弱夹层单独处理:夹层、泥化带、断层泥等本身不构成完整岩块,其厚度不计入分子;若夹层两侧岩块各自≥10 cm,则分别计量。
- 磨圆、溶蚀面按天然界面处理:岩溶区岩芯表面的溶蚀凹面、磨圆面属于天然分离面,按分离后的岩块计量。
- 同一岩块不重复计量:一段岩块只能计入一次,不能因跨回次摆放而重复累加。
为便于现场快速判读,可把上述规则压缩为一句操作口诀:“天然断才算断,人为断要拼回;十厘米是门槛,进尺做分母。”
四、常见误判情形与纠正
现场判读RQD时,以下误判出现频率最高,值得逐条对照检查:
| 误判情形 | 错误做法 | 正确做法 |
|---|---|---|
| 把人为断口当天然裂隙 | 取芯、搬运造成的断裂直接按断开计量,RQD被低估 | 能拼合的断口拼合后量长度,拼合体≥10 cm整体计入 |
| 用岩芯长度作分母 | 分母取岩芯实际长度,采取率低时RQD被高估 | 分母固定取本回次进尺 |
| 数块数代替量长度 | 统计“超过10 cm的岩块有几块”,得出块数百分比 | 逐块量长度并累加,算长度百分比 |
| 整孔合并计算 | 把全孔岩芯混算一个RQD | 按回次分别计算,再按深度分段评价 |
| 夹层厚度计入分子 | 把泥化夹层、断层泥当作岩块长度累加 | 夹层厚度不计入,两侧岩块分别计量 |
| 跨回次重复计量 | 同一岩块在相邻回次各计一次 | 按岩块实际归属回次计量,不重复 |
| 忽略钻孔方向 | 不同方向钻孔RQD混用而不记录方位 | RQD与钻孔方位、倾角、工艺一并记录 |
五、一次完整的现场判读示例
以某回次进尺1.50 m为例(示例数据,用于说明判读过程):岩芯自左向右依次为32 cm天然岩块、8 cm碎块、6 cm与7 cm人为断口拼合体、5 cm泥化夹层、45 cm天然岩块、22 cm天然岩块、9 cm碎块、18 cm天然岩块。判读时:32、13(拼合)、45、22、18共五段≥10 cm,累计130 cm;8 cm、9 cm碎块与5 cm夹层不计入;分母取进尺150 cm,得RQD≈86.7%。该结果属于“好”的岩体质量区间,但若该回次恰位于断层影响带边缘,仍需结合相邻回次与地质编录综合判断,不能仅凭单回次RQD下结论。
掌握上述定义与规则后,RQD的现场判读就从一个“凭感觉”的动作变成了可复核、可追溯的量测过程。它为后续RMR分级中的完整岩块评分提供了直接输入,也是判断岩体各向异性、划分岩体质量分带的基础数据。