岩石裂隙面粗糙度参数关系分析

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1、万方数据第28卷第2期采矿与安全工程学报V01．28No．22011年06月JournalofMining＆SafetyEngineeringJune2011文章编号：1673—3363(2011)02—0241—06岩石裂隙面粗糙度参数关系分析郭保华(河南理工大学能源科学与工程学院，河南焦作454010)摘要粗糙度是解释岩石裂隙力学及渗流特性的重要参数．采用自制模具，在轴向中部劈裂岩样，形成垂直于岩样轴向的新鲜裂隙．通过测取7组47个圆柱形岩样裂隙面188条轮廓曲线，分析了粗糙度系数JRC、粗糙轮廓指数R，、粗糙角i、分维D和截距A等参数的相互关系．结果表明：-，RC与岩样组成

2、矿物颗粒大小关系密切，粒径越大，．，RC越大．JRC与R。一1呈明显的对数关系，而不是直线关系；JRC与粗糙角i为正相关关系，由Z。和R。得到的粗糙角i相差不大，当i大于7．2时，后者大于前者，否则，前者大于后者．JRC与截距A近似满足公式-，RC=37．087+16．235A，因此，截距A可以用于描述粗糙度大小．对于同组岩样来说，JRC与分维D负相关，但相关性很低；在除砂岩外的5组岩样之间，粗糙度平均值，RCa。与分雏平均值D。。有较好的正相关关系．总体上，-，RC随尺度增加而增加，而分维D随之增加而降低．关键词岩石力学；岩样；裂隙面；粗糙度参数中图分类号TD313文献标识码A

3、RelationshipAmongSevralRoughnessParametersofRockFractureSurfacesGUOBao—hua(SchoolofEnergyScienceandEngineering，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo，Henan454010，China)AbstraetRoughnessiSakeyfactortoexplainmechanicalandhydraulicfeatureofrockfrac—ture．Usingtheself-mademold，wesplittherocksamplethro

4、ughthemiddletoproducefreshfractureswhichareperpendiculartotheaxialdirection．188fractureprofilesfrom47cylindricalspecimensofsevenrocksweremeasured．RelationshipamongjointroughnesscoefficientJRC，asperityprofileindexRp，asperityanglei，fractaldimensionsD，andinterceptAwereana—lyzed．Theresultsshowtha

5、ttheJRChasacloserelationwiththesizesofgrainsofrocks，thebiggerthegrainsizeis，thebiggertheJRCis．JRChasalogarithmicrelationshipwithRp-1，butnotalinearrelationship：theJRCispositivelyrelatedtoiandthetWOroughnessanglesiderivedfromZ2andR。respectivelyareclosetoeachother，thelatteroneisalittlelargerwhil

6、eiislargerthan7．2，otherwise，theformeroneislarger．TheJRCandinterceptAmeetap—proximatelytheequationJRC=37．087+16．235A，sothattheinterceptAcanbeusedtore—presentfractureroughness．TheJRChasthelowestnegativecorrelationwithfractaldimensionDforeverygroupofrockspecimenfractures．However，fortheaverageval

7、uesofagroupofspecimen，the_，RC。。andfractaldimensionD。。haveagoodpositivecorrelationamongfivegroupsofrockspecimenfracturesexceptfortWOgroupsofsandstone．Asawhole，theJRCin—creaseswhilethefractaldimensionDdecreaseswithincreaseofprofilesize．Keywords