基于三维重构的原岩硬性结构面抗剪强度

作     者：周玉鹿 袁维 徐江 王安礼 王伟 ZHOU Yu-lu;YUAN Wei;XU Jiang;WANG An-li;WANG Wei

作者机构：石家庄铁道大学土木工程学院石家庄050043 贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司贵阳550002 

基　　金：河北省自然科学基金优秀青年基金(E2021210041) 河北省自然科学基金创新群体项目(E2021210128) 河北省教育厅重点项目(ZD2020333) 

出 版 物：《科学技术与工程》 (Science Technology and Engineering)

年 卷 期：2022年第22卷第33期

页      码：14852-14860页

摘      要：节理面形貌特征是影响岩石节理面剪切破坏的重要因素。具有相同形貌特征的岩石节理面,沿不同剪切方向其力学行为存在差异性。结合三维激光扫描和3D打印技术,针对天然节理岩石的表面形貌进行逆向处理,将其制备为不同剪切方向的人工节理试样,并进行5种法向应力条件下的直剪试验。依据室内试验结果与理论分析,提出了定量计算节理面三维粗糙度与沿剪切方向接触面积有效系数值的方法,建立了不同剪切方向下含有三维形貌参数的抗剪强度模型。结果表明,影响剪胀角的因素与节理面的粗糙度系数和沿剪切方向接触面积有效系数值有关;沿不同的剪切方向会得到不同的剪胀角。基于剪切破坏的爬升和摩擦效应理论,并利用非线性拟合方法,得到峰值剪胀角的变化规律。最后,与已有的Barton抗剪强度公式进行对比分析,进而验证了该方法的合理性。

主 题 词：节理粗糙度系数 峰值抗剪强度 直接剪切试验 岩体节理 

学科分类：08[工学] 080104[080104] 0815[工学-矿业类] 0801[工学-力学类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1671-1815.2022.33.038

馆 藏 号：203116250...