基于三维形貌特征的岩石节理峰值剪切强度准则研究-论文.pdf

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1、第36卷第3期岩土工程学报Vo1．36No．32014笠3月ChineseJourna]ofGeotechnica]EngineeringMar．2014DoI：10．11779／CJGE201403016基于三维形貌特征的岩石节理峰值剪切强度准则研究孙辅庭，佘成学，万利台，蒋庆仁(1．武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉430072；2．中国水电顾问集N~t}I勘测设计研究院，贵卅I贵阳550000)摘要：引入3个在一定范围内独立于测量尺度的三维形貌参数表征岩石节理形貌，并基于形貌参数建立了新的岩石节理峰值剪切强度准则。同时采用新准则和Barton公式计算了23

2、对岩石节理的峰值剪切强度并与室内直剪试验结果对比，新准则的计算值与试验结果较为接近而Barton公式在一定程度上低估了节理剪切强度，表明新准则能更好地描述节理峰值剪切强度。新准则的三维形貌参数反映了不同形貌特征对剪切强度的贡献，物理意义明确，并且形貌参数可在一定范围内采用任意尺度测量，因而有利于新准则的工程应用。进一步分析表明：在规则齿形节理情况下，新准则可退化到Pa~on公式的形式，因而新准则实质是PaUon公式的三维推广。关键词：岩石力学；节理；峰值剪切强度；节理形貌；直剪试验中图分类号：TU45文献标识码：A文章编号：1000—4548(2014)03—0529—08作者简

3、介：孙辅庭(1987一)，男，博士研究生，主要从事岩石结构工程和水工结构工程的研究。E—mail：353936165@qq．corn。Peakshearstrengthcriterionforrockjointsbasedonthree—dimensionalmorphologycharacteristicsSUNFu-ting，SHECheng—xue，WANLi—tai，JIANGQing-renz(1．StateKeyLaboratoryofWaterResourcesandHydropowerEngineeringScience，WuhanUniversity,Wuhan

4、430072，China；2．HydroChinaGuiyangEngineeringCorporation，Guiyang550000，China)Abstract：Three3Dmorphologyparametersindependentofmeasurementscalewi~inlimitsareintroducedtocharacterizethemorphologycharacteristicsofrockjoints，andanewpeakshearstrengthcriterionfortherockjointsisdevelopedbasedonthemorp

5、hologyparameters．Then，boththenewcriterionandBarton’Scriterionareadoptedtocalculatethepeakshearstrengthof23pairsofrockjoints．Bycomparingthecalculatedandtestedpeakshearstrengths，thenewcriterionisprovedtobemorereasonable，whilethepeakshearstrengthcalculatedbyBarton’Sformulaisunderestimated．Thenew

6、criterionhasaclearphysicalmeaningbecausethecontributionofdiferentmorphologycharacteristicstothepeakshearstrengthisrepresentedindetailbythethreemorphologyparameters，anditisalsoconvenientforthenewcriteriontobeappliedtoengineeringpracticesincethemorphologyparameterscanbemeasuredbyanyscalewithins

7、omelimits．Furthermore，thenewcriterionisessentiallythegeneralized3DformofPatton’ScriterionasitcanbesimplifiedtoPatton’Sformulawhenappliedtoregularjoints．Keywords：rockmechanics；joint；peakshearstrength；jointmorphology；directsheartestO引言合考虑摩擦力、剪胀