考虑各向异性特征的三维岩体结构面峰值剪切强度研究.PDF

第 35 卷 第 10 期 岩石力学与工程学报 Vol.35 No.10 2016 年 10 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Oct.，2016 考虑各向异性特征的三维岩体结构面峰值 剪切强度研究 陈世江1 2 1 1 1 ，朱万成 ，王创业 ，王 超 ，郭灵飞 (1. 内蒙古科技大学 矿业研究院，内蒙古 包头 014010 ；2. 东北大学 资源与土木工程学院，辽宁 沈阳 110000) 摘要：由于岩体结构面形貌的复杂性，目前，所提出的峰值剪切强度模型不能够很好地体现其各向异性特征。鉴 于此，综合考虑岩体结构面起伏角和起伏幅度，提出一个考虑各向异性特征的综合参数λ表征岩体结构面粗糙度 的新方法； λ 由某一方向的起伏角参数SRv 和起伏幅度参数A 表示；其中参数 SRv 表示结构面粗糙度的各向异性特 征，用变异函数分析方法进行计算获得。然后，应用该法分析 Barton 十条标准轮廓线，拟合出 JRC 与参数 SRv ， A 的关系表达式；结合 Barton 强度公式，给出考虑各向异性特征的岩体结构面峰值剪切强度模型。最后，基于 ShapeMetriX3D 三维形貌测量系统，在实验室开展类岩体结构面形貌的量测；并应用上述方法估算结构面 4 个方 向上的峰值剪切强度。于此同时，开展该类岩体结构面各向异性的剪切力学试验，通过试验值与估测值的对比分 析，验证了所提模型的正确性。研究结果为准确预测岩体结构面抗剪强度提供一种新方法。 关键词：岩石力学；岩体结构面；峰值剪切强度；各向异性；变异函数 中图分类号：TU 45 文献标识码：A 文章编号：1000 –6915(2016)10 –2013 –09 Peak shear strength of 3D rock discontinuities based on anisotropic properties 1 2 1 1 1 CHEN Shijiang ，ZHU Wancheng ，WANG Chuangye ，WANG Chao ，GUO Lingfei (1. Institute of Mining Research ，Inner Mongolia University of Science and Technology ，Baotou ，Inner Mongolia 014010 ，China； 2. School of Resources and Civil Engineering ，Northeastern University ，Shenyang ，Liaoning 110000，China) Abstract ：To date，some criteria have been proposed to estimate the peak shear strength of rock discontinuities. Although these criteria contribute to the understanding of the shear behaviour of rock joints ，there are still some limitations that should be recognized. For example，these criteria cannot describe the anisotropic properties