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时间:2018-09-20
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1、经历剪切变形历史的岩石节理表面形貌变化研究曹平,梅慧浩,宁果果,范祥,刘新颖(中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙410083)摘要:本文采用巴西劈裂法制成四组不同岩性的人工节理面,利用RYL–600岩石剪切流变仪对节理进行不同垂直压应力下的剪切试验,并运用TALYSURFCLI2000扫描仪在每次剪切前后对节理面进行扫描,计算了多个描述节理面形貌特征的三维参数值,通过三维参数值的变化定量分析了节理面细观形貌的变化。研究结果表明:节理面抗剪强度的变化与节理面形貌变化有紧密联系,经历四次剪切作用后,(1)节理面整体高度略微降低,各点间的高差缩小;(2)峰点密度减小,节理面的凹凸程度降
2、低;(3)节理表面形态的各向异性程度降低,节理面整体的倾斜程度降低;(4)对于节理面的同一变化,不同参数反映的角度和变化的幅度都不同,随垂直应力的增加,各次剪切作用后节理面的形貌变化量逐渐减小,形貌趋于平整。关键词:岩石节理;剪切试验;三维形貌参数;细观形貌;变化中图分类号:TU45文献标识码:A文章编号:EvolutionAnalysisofSurfaceTopographyofRockJointsUnderDifferentShearDeformationHistoriesCAOPing,MEIHui-hao,NINGGuo-guo,FANXiang,LIUXin-ying(S
3、choolofResourcesandSafetyEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)Abstract:FourdiversecharactersofartificialrockjointsweremadebyBraziliantests,sheartestsofrockjointsunderdifferentnormalstresseswereconductedwithRYL–600rockshear-rheologicalinstrument,moreover,thesurfaceofeachjoint
4、wasscannedpriortoandaftereachsheartestwiththescannerinstrumentTALYSURFCLI2000.Aseriesof3Dparameterswereobtained,themeso-leveltopographyevolutionofrockjointsurfacesarequantitativelyanalyzedthroughthevaluealterationsofthe3Dparameters.Theresultsindicatethatthealterationofshearstrengthhasobviousre
5、lationswiththealterationofjointsurfacetopography,(1)thewholeheightofjointsloweredslightlyafterfoursheartests,andthealtitudedifferencesofpointslowered;(2)thedensityofpeaksdecreased,theunevennessofjointsurfacesdecreased;(3)theanisotropydegreeofjointsurfacesdecreased,andtheinclineofjointsurfacesd
6、ecreased;(4)withregardtothesamealterationofjoint,theangleandextentthatdifferentparametersreflectweredifferent.Thetopographyevolutionofjointsurfacedecreasedwiththealterationofnormalstresses,thesurfacetopographytendstobesteadygradually.Keywords:rockjoints;sheartest;3Dtopographyparameter;meso-lev
7、eltopography;alteration收稿日期:修订日期:基金项目:国家自然科学基金资助项目(51174228);中南大学研究生学位论文创新资助项目(2011ssxt271);中南大学米塔尔学生创新项目(11MX22)通讯作者:曹平(1959-),男,博士,教授,博士生导师。主要从事岩石断裂力学与工程应用方面的教学和研究工作。Email:pcao_csu@sohu.com第期曹平等:经历剪切变形历史的岩石节理表面形貌变化研究1引言岩体工程中存在着大量的节理、裂
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