基于直剪试验的岩体结构面表面温度与粗糙度关系研究.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2015／23(4)一0624—10DOI：10．13544／j．cnki．jeg．2015．04．006基于直剪试验的岩体结构面表面温度与粗糙度关系研究葛云峰①唐辉明①程吴①王亮清①熊承仁②(①中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074)(②中国地质大学(武汉)教育部长江三峡库区地质灾害研究中心武汉430074)摘要大型岩质滑坡往往伴随热效应，热效应引起的摩擦系数降低可以用来解释高速远程现象。为了研究岩体结

2、构面剪切破坏后表面热量产生特征，首先，分别利用红外热成像仪和三维激光扫描仪对直剪试验破坏后的结构面表面进行拍摄与扫描，得到其表面温度分布与精细几何信息。然后，利用数学统计方法获取剪切破坏后结构面表面温度分布情况；利用改进的2Ddivider方法获得结构面表面三维模型的分形维数，进行粗糙度评价。最后，结合直剪试验正向应力数据，分析岩体结构面剪切破坏后表面平均温度与其所受正应力以及粗糙程度两参数之间的拟合关系。结果显示：滑坡启程阶段(低速剪切)破坏中(1)岩体结构面表面粗糙程度影响剪切过程中热量的产

3、生，表面越粗糙，产生的热量越多，并且热量主要集中在结构面表面凸起部位；(2)岩体结构面所承受的正压力影响剪切过程中热量的产生，正应力越大，产生的热量越多；(3)岩体结构面表面粗糙度对剪切破坏热量产生的影响较所受正应力略大。研究成果为大型岩质滑坡破坏过程中的能量研究提供了技术参数与理论支持。关键词岩体结构面直剪试验温度与糙度红外热成像三维激光扫描中图分类号：TU45文献标识码：ADIRECTSHEARTESTSSTUDYFoRRELATIONSⅢPBET、vEENSURFACETEI】}．ERAT

4、UREANDSURFACERoUGHNESSOFROCKJoINTSGEYunfeng①TANGHuiming①CHENGHao①WANGLiangqing①XIONGChengren②(①FacultyofEngineering，ChinaUniversityofGeosciences，Wuhan430074)(②ThreeGorgesResearchCenterforGeo—hazardMin~tryofEducation，ChinaUniversityofGeosciences，Wuhan

5、430074)AbstractLarge-scalerocklandslidesalwaysareaccompaniedbythermaleffect．Reductionoffrictioncoeficientcausedbythethermaleffectcanbeusedtoexplainthephenomenonofhigh—speedandlongtraveldistanceoflandslidedebris．Theobjectiveofthisstudyistounderstandth

6、echaracteristicsofheatgeneratingontherockjointsurfaceaftershearfailure．First，thetemperatureandgeometricdatawithrespecttodiscontinuitiessurfaceareinvestigatedusinginfraredthermalradiationimagerandthree—dimensional(3D)laserscannerrespectively．收稿日期：2015

7、-04-28；收到修改稿日期：2015—05—18．基金项目：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2011CB710600)，国家自然科学基金重点项目(41230637)，中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(CUGL150822)，中国博士后基金(2015M570672)岩土钻掘与防护教育部工程研究中心开放基金(201502)资助．第一作者简介：葛云峰(1985一)，男，博士，讲师，主要从事地质工程专业教学与科研工作．Email：cug_gyf@~xmail．corn通讯作者简介：唐辉明

8、(1962一)，男，博士，教授，主要从事工程地质教学与科研工作．Email：tanghm@cug．edu．cn．23(4)葛云峰等：基于直剪试验的岩体结构面表面温度与粗糙度关系研究625Secondly，basedonthestatisticalmethods，thesurfacetemperaturedistributionofrockjointaftershearfailureisobtained．Ontheotherhand，theimproved2Ddividermethodisempl