协同夹持式结构面循环剪切装置的研制与应用

作     者：张茂础 盛谦 崔臻 梅贤丞 Zhang Maochu;Sheng Qian;Cui Zhen;Mei Xiancheng

作者机构：中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071 中国科学院大学工程科学学院北京100049 长江设计集团有限公司武汉430010 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51779253,52079133) 博士后创新人才支持计划(BX20230303) 水利部重大科技项目(SKS-2022103) 

出 版 物：《地下空间与工程学报》 (Chinese Journal of Underground Space and Engineering)

年 卷 期：2023年第19卷第6期

页      码：1958-1967,1979页

摘      要：在调研已有循环剪切设备的基础上,为开展循环作用下结构面的力学性质研究,提出了协同夹持式循环剪切构型,详细介绍了所研制的岩体结构面循环剪切装置的主要功能、设备组成和技术指标,并开展了一系列岩体结构面的测试试验。该循环剪切装置主要包括试验装置、动力系统、控制和采集系统三部分,设备最大法向压缩应力为60 MPa,最大循环剪切应力为100 MPa,最大试样尺寸为150 mm×150 mm×150 mm;设备更多地考虑了结构面循环剪切测试的研究需要,可以对岩体结构面试样开展多项力学试验,包括结构面法向压缩试验、结构面法向循环加卸载试验、多种控制模式下的结构面单调剪切试验,变路径循环剪切试验等,试验数据采集平稳、曲线光滑,证明了研制设备的有效性和准确性。利用该装置对岩体结构面进行了多因素变量下的循环剪切试验,结果表明:结构面的循环剪切力学性质与法向应力、结构面粗糙度、剪切速率和循环次数密切相关,结合三维扫描仪,进行试样试验前和试验后的三维纹理扫描,建立三维数字地形,研究了结构面在循环剪切中的破坏过程和破坏模式。相关研究成果将为岩体结构面在循环荷载作用下的力学破坏机制与本构模型研究提供技术支撑。

主 题 词：岩体结构面 循环剪切 试验装置 力学性质 破坏模式 

学科分类：08[工学] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

馆 藏 号：203125858...