粗糙节理的峰值抗剪强度准则-论文.pdf

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1、第35卷第3期岩土工程学报Vo1．35No．32013笠3月ChineseJournalofGeotechnicalEngineeringMar．2013粗糙节理的峰值抗剪强度准则唐志成，夏才初，宋英龙(1．同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海200092；2．同济大学地下建筑与工程系，上海200092)摘要：采用3组具有不同表面形貌的节理试件分别在0．5，1．0，1．5，2．0，3．0MPa的法向应力下进行直剪试验，研究常法向应力条件下峰值抗剪强度与节理表面三维形貌特征参数之间的定量关系。选用有效三维平均倾角、最大可能接触面积比

2、作为表征节理三维形貌特征的参数；在分析剪胀角与法向应力关系的基础上基于试验结果提出双曲线形式的经验剪胀角模型，进而建立新的节理峰值抗剪强度公式。与Barton公式、Son公式进行了对比，在分析计算偏差的基础上对新公式做出简要评价。关键词：粗糙节理；峰值抗剪强度；三维形貌参数中图分类号：0319．56文献标识码：A文章编号：1000—4548(2013)03—0571—07作者简介：唐志成(1983一)，男，博士研究生，主要从事岩石力学、地下工程等方面的研究工作。E．mail：tangzhichengok@126．com。Newpeaksh

3、earstrengthcriteriaforroughnessjointsGZhi．cheng一，XIACai—chu一，SONGYing．1ong'(1．KeyLaboratoryofGeotechnicalandUndergroundEngineeringofMinistryofEducation，TongjiUniversity,Shanghai200092，China；2．DepartmentofGeotechnicalEngineering，TongiiUniversity,Shanghai200092，China)Abstra

4、ct：Simulatedrockjointsampleswithdiferentsurfacetopographiesarecastedbycementpaste．Aseriesofdirectsheartestsunder5levelsofnormalstresses，0．5，1．0，1．5，2．0and3．0MPa，respectively,areperformedinordertostudytherelationshipbetweenjointpeakshearstrengthanditsthree--dimensionalsurf

5、acetopography．Efectivejointthree··dimensionalsurfacemeandipanglesandthemaximumpossiblecontactarearatioareselectedtodescribethejointroughnesscharacter．Basedontheexperimentalresults，anewempiricalequationisproposedforthesejointsbysatisfyingthepeakdilationangleboundaryconditi

6、onsunderzeroandveryhighnormalstress．Then，newjointpeakshearstrengthcriterionispresented．Thecalculatedresultsbymeansofthenewcriterionarecomparedwiththewell-knownshearstrengthcriteria,suchastheBarton’ScriteriaandSoncriteria,andtheresultsshowthattheBarton’Scriteriaunderestima

7、tetheobservedpeakstrength．Atlast，onthebasisofanalysisofdeviation，thenewcriterionisalsoevaluated．Keywords：roughnessjoint；peakshearstrengthcriterion；3DmorphologyparameterO引言体现了节理形貌对抗剪强度的影响。在众多的节理峰作为工程材料的岩体往往不是连续均质、各向同值抗剪强度公式中，剪胀角的表达方式不尽一致。根据现场分析与试验研究，Patton[1]认为不规则的性的，而是包含了

8、许多纵横切割的节理，节理的存在极大的影响了岩体的力学性质，而对单节理的力学性节理表面形貌对节理的峰值抗剪强度有重要影响。Paton[IJ针对一系列齿状节理在常法向应力条件下进质研究对全面理解岩