岩体轴向抗压强度与变形尺度效应的节理分布影响

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1、第27卷第9期岩石力学与工程学报Vol.27No.92008年9月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringSept.，2008岩体轴向抗压强度与变形尺度效应的节理分布影响123王谦源，栗东平，魏晋龙(1.青岛理工大学理学院，山东青岛266033；2.河北工程大学土木工程学院，河北邯郸056038；3.甘肃省电力设计院，甘肃兰州730050)摘要：采用相似模拟材料，用预置硫酸纸模拟试件节理，研究5种分形节理岩体的轴向抗压强度和变形的尺度效应，获得同一尺度下岩体

2、强度和变形随节理分形维数变化的试验数据。在分析强度与变形受尺度和节理分布维数单因素影响规律的基础上，建立二维影响关系经验公式。试验结果表明，岩体强度和变形模量均随尺度和节理分形维数的增加而降低，泊松比则随尺度和分形维数增加而增加；试件破坏的总体规律是随尺度和节理分形维数增加，岩石的延性增加，但破坏过程与方式受节理分布的控制。关键词：岩石力学；岩体强度；岩体变形；尺度效应；相似材料；分形节理中图分类号：TU45文献标识码：A文章编号：1000–6915(2008)09–1852–06JOINTDISTRI

3、BUTIONEFFECTONAXIALCOMPRESSIVESTRENGTHANDDEFORMATIONSCALEEFFECTSOFROCKMASSES123WANGQianyuan，LIDongping，WEIJinlong(1.SchoolofSciences，QingdaoTechnologicalUniversity，Qingdao，Shandong266033，China；2.SchoolofCivilEngineering，HebeiUniversityofEngineering，Handa

4、n，Hebei056038，China；3.GansuElectricalPowerDesignInstitute，Lanzhou，Gansu730050，China)Abstract：Theaxialcompressivestrengthanddeformationscaleeffectoffivekindsofrockmasseswithfractaljointsarestudiedbyusingthesimilarmaterialsandthesimulatingblockjointsarepre

5、paredwithvitriolpaper.Theexperimentaldataofcompressivestrengthanddeformationchangingwiththejointfractaldimensionforthesamescalehavebeenobtained，andtwo-dimensionalempiricalequationsaredevelopedbasedontheanalysesoftheexperimentaldata.Theexperimentalresults

6、indicatethatthecompressivestrengthanddeformationmodulusofrockmassesdecreasewiththeincreaseofscaleandthejointfractaldimension；butthePoissonsratioincreaseswiththeincreaseofscaleandthejointfractaldimension.Itcanbegenerallyconcludedthattherockductilityincre

7、aseswiththeincreaseofscaleandthejointfractaldimension；andthedamageprocessandformarecontrolledbythejointdistributiondimension.Keywords：rockmechanics；strengthofrockmass；deformationofrockmass；scaleeffect；similarmaterial；fractaljoints是20世纪60年代提出来的，90年代后成为国际1

8、引言[1，2]岩石力学的热点课题，近10a来我国在这一研[3～8]究领域也陆续取得一些重要成果。但这些研究岩体强度与变形的尺度效应作为一个理论问题大多集中在岩石强度和变形尺度效应方面，涉及岩收稿日期：2008–02–13；修回日期：2008–06–01基金项目：重庆大学教育部西南资源开发及环境灾害控制工程重点实验室资助项目作者简介：王谦源(1956–)，男，1986年于重庆大学采矿工程专业获硕士学位，现任青岛理工大学理学院院长、教授、硕士研