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:

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。”

RQD 现场判别:一个回次岩芯的完整岩块计量示意 示例回次进尺 1.50 m,岩芯按钻进顺序自左向右摆放 岩芯箱(回次进尺 1.50 m) 32 cm 天然岩块 ✓ 节理 8 cm <10 ✗ 6+7=13 拼合 ✓ 夹层 5cm ✗ 45 cm 天然岩块 ✓ 22 cm 天然岩块 ✓ 9 cm <10 ✗ 18 cm 天然岩块 ✓ 计入分子(≥10 cm 完整岩块) 不计入(<10 cm 碎块) 不计入(软弱夹层) 天然分离面 分子:完整岩块累计长度 32 + 13 + 45 + 22 + 18 = 130 cm (8 cm、9 cm 碎块与 5 cm 夹层不计入) 分母:本回次进尺 1.50 m = 150 cm(不是岩芯实际长度) RQD = 130 / 150 × 100% ≈ 86.7% 现场判读要点 天然断口才断开,人为断口拼合后量长度 10 cm 是硬门槛,量到厘米级 软弱夹层厚度不计入分子 分母用进尺,不用岩芯采取长度 按回次分别计算,不整孔合并 记录钻孔方位、倾角与钻进工艺 RQD 是长度百分比,不是块数百分比

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。

现场建议随身携带钢尺、记号笔和回次记录表,边量边记,避免事后凭记忆补记;对人为断口用记号笔标注拼合关系,可显著减少重复判读时的争议。
RQD对长度阈值高度敏感:同一段岩芯,若把10 cm误判为8 cm或12 cm,累计长度会明显变化。因此量测必须到厘米级,且同一工程应保持一致的判读尺度,便于不同钻孔之间对比。

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。