【摘要】：巖石結(jié)構(gòu)面的剪切特性對巖土工程穩(wěn)定性評價有著極其重要的作用。目前,學(xué)者們對巖石結(jié)構(gòu)面剪切特性的研究大多集中在中低法向應(yīng)力條件下,并取得了豐富成果。而在自然界中巖石結(jié)構(gòu)面的應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜多樣,對于在高法向應(yīng)力狀態(tài)下結(jié)構(gòu)面剪切力學(xué)特性的研究較少,特別對大范圍應(yīng)力環(huán)境下(低法向應(yīng)力σ_n/JCS0.3、中法向應(yīng)力0.3σ_n/JCS0.7、高法向應(yīng)力0.7σ_n/JCS)的結(jié)構(gòu)面剪切特性研究更少。本文基于Barton經(jīng)典曲線及3D打印技術(shù),制作了3類粗糙度(JRC=1、JRC=11、JRC=19)下的3種尺寸(100mm×100mm、200mm×200mm、300mm×300mm)結(jié)構(gòu)面試樣共計93組,然后通過課題組研制的多功能巖土體接觸破損測試系統(tǒng)進(jìn)行不同尺寸下全應(yīng)力范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)面直剪試驗,分析了結(jié)構(gòu)面剪切特性與法向應(yīng)力、尺寸以及粗糙度之間的關(guān)系,根據(jù)結(jié)構(gòu)面破損面積修正了低法向應(yīng)力下結(jié)構(gòu)面經(jīng)典的剪切強度準(zhǔn)則,主要工作和結(jié)論如下:1.基于復(fù)雜結(jié)構(gòu)面模板制作的3D打印技術(shù),制得具有Barton經(jīng)典曲線輪廓線表面形態(tài)的結(jié)構(gòu)面試樣,與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)面試樣制作過程相比,不但模型結(jié)構(gòu)面表面氣泡較少,而且縮減了試樣的制作周期,同時節(jié)省了材料及費用。2.根據(jù)像素統(tǒng)計方法(PSA)分析結(jié)構(gòu)面剪損面積與法向應(yīng)力、JRC之間的關(guān)系可得,結(jié)構(gòu)面剪損面積隨法向應(yīng)力的增加逐漸增加,隨著JRC的增加剪損面積逐漸增大,且得出下盤剪損面積大于上盤剪損面積。3.基于實時監(jiān)測技術(shù)手段對剪切破壞后的結(jié)構(gòu)面表面形態(tài)分析可知,當(dāng)σ_n/JCS0.3時,結(jié)構(gòu)面發(fā)生未完全剪損破壞;0.3_(9))/JCS0.7,結(jié)構(gòu)面發(fā)生完全剪損破壞;_(9))/JCS大于0.7,結(jié)構(gòu)面則是發(fā)生崩碎破壞。4.結(jié)構(gòu)面尺寸為300mm×300mm的全應(yīng)力直剪試驗結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)面峰值剪切強度存在應(yīng)力效應(yīng),即峰值剪切強度變化率與峰值/殘余剪切強度均隨法向應(yīng)力的增加表現(xiàn)出先增加,后趨近平穩(wěn),最后減小。5.根據(jù)3種尺寸(100mm×100mm、200mm×200mm和300×300mm)的大粗糙度(JRC=19)結(jié)構(gòu)面直剪試驗結(jié)果可知,尺寸從100mm×100mm~300mm×300mm的結(jié)構(gòu)面剪切強度的尺寸效應(yīng)表現(xiàn)不明顯。6.根據(jù)3種粗糙度結(jié)構(gòu)面的全應(yīng)力范圍直剪切試驗結(jié)果可知,在低法向應(yīng)力下(_(9))/JCS0.3)結(jié)構(gòu)面峰值剪切強度隨粗糙度的增加逐漸增大。7.基于結(jié)構(gòu)面剪損面積分別對Patton及Barton的剪切強度準(zhǔn)則進(jìn)行修正,并通過直剪試驗對比驗證,獲取了考慮剪損面積的修正公式。
【學(xué)位授予單位】：浙江科技學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU45

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王曉毅;王姣;張永權(quán);陳鳳;吳軍杰;;基于多功能起伏結(jié)構(gòu)面制樣模具的異性結(jié)構(gòu)面剪切強度研究[J];煤田地質(zhì)與勘探;2016年06期

2 王曉晨;李術(shù)才;劉人太;鄭卓;李夏;;鋸齒結(jié)構(gòu)面注漿剪切特性研究[J];地下空間與工程學(xué)報;2016年S2期

3 周志文;;極限平衡法下非貫通結(jié)構(gòu)面巖坡穩(wěn)定性分析[J];江西水利科技;2017年04期

4 袁廣祥;王洪建;黃志全;李建勇;黃向春;萬軍利;;花崗巖體鉆孔中結(jié)構(gòu)面的分布規(guī)律——以深圳大亞灣花崗巖體為例[J];工程地質(zhì)學(xué)報;2017年04期

5 魏龍生;侯克鵬;杜俊;;功效系數(shù)法在邊坡優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面分析中的應(yīng)用[J];礦冶;2015年06期

6 楊石扣;任旭華;張繼勛;;基于有限結(jié)構(gòu)面的三維復(fù)雜塊體切割研究[J];巖土力學(xué);2016年08期

7 袁廣祥;張路青;楊志法;;彎曲結(jié)構(gòu)面幾何條件的圖解方法及其應(yīng)用[J];巖土工程技術(shù);2009年01期

8 譚洵;吉鋒;裴向軍;黃江;;結(jié)構(gòu)面爬坡剪斷耦合作用影響因子與影響規(guī)律[J];巖土力學(xué);2015年S2期

9 于嘯;;基于優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面理論區(qū)域穩(wěn)定性分析[J];城市地理;2017年18期

10 郭牡丹;朱浮聲;王述紅;榮曉洋;;基于結(jié)構(gòu)面特征的優(yōu)勢組劃分方法[J];東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年02期

相關(guān)會議論文 前10條

1 張龍波;沈明榮;;結(jié)構(gòu)面在加載和卸載條件下的強度特性研究[A];第八屆全國工程地質(zhì)大會論文集[C];2008年

2 陳慶壽;何思為;;含兩組結(jié)構(gòu)面模型的超動態(tài)應(yīng)變測試[A];第三屆全國巖石動力學(xué)學(xué)術(shù)會議論文選集[C];1992年

3 沈俊;夏正中;;預(yù)錨結(jié)構(gòu)面抗剪性能研究[A];重慶巖石力學(xué)與工程學(xué)會第一屆學(xué)術(shù)討論會論文集[C];1992年

4 張佳川;;節(jié)理巖體按結(jié)構(gòu)面性質(zhì)分區(qū)的聚類分析與模糊綜合評判[A];全國第三次工程地質(zhì)大會論文選集（下卷）[C];1988年

5 李榮強;夏靜;;不連續(xù)結(jié)構(gòu)面抗剪性能的夾層效應(yīng)研究[A];第四屆全國工程地質(zhì)大會論文選集（二）[C];1992年

6 沈明榮;;不規(guī)則齒形結(jié)構(gòu)面的力學(xué)特性研究[A];第二屆全國青年巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)研討會論文集[C];1993年

7 成彬芳;周瑞光;;預(yù)測巖體強度的結(jié)構(gòu)效應(yīng)[A];中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會第三次大會論文集[C];1994年

8 曹文貴;程曄;;含充填物結(jié)構(gòu)面變形的大變形有限元模擬方法研究[A];巖石力學(xué)新進(jìn)展與西部開發(fā)中的巖土工程問題——中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會第七次學(xué)術(shù)大會論文集[C];2002年

9 王小委;陳洪凱;;墜落式危巖主控結(jié)構(gòu)面端部塑性區(qū)分析[A];第22屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集第Ⅱ冊[C];2013年

10 周劍;張路青;胡瑞林;王學(xué)良;;大型結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響下應(yīng)力波傳播規(guī)律研究[A];中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所第11屆（2011年度）學(xué)術(shù)年會論文集(中)[C];2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 王智德;云南普宣高速公路順層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析與開挖控制[D];武漢理工大學(xué);2015年

2 楊潔;結(jié)構(gòu)面剪切滲流試驗及其模型研究[D];武漢大學(xué);2018年

3 趙家成;非連續(xù)結(jié)構(gòu)面破壞過程試驗研究[D];中國地質(zhì)大學(xué);2013年

4 冒海軍;板巖水理特性試驗研究與理論分析[D];中國科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所）;2006年

5 吉鋒;順層邊坡硬性結(jié)構(gòu)面強度參數(shù)及工程技術(shù)研究[D];成都理工大學(xué);2008年

6 趙宇飛;加錨結(jié)構(gòu)面剪切特性及錨固巖體綜合力學(xué)模型研究[D];中國水利水電科學(xué)研究院;2013年

7 朱福巍;節(jié)理巖體細(xì)觀損傷模型的理論研究與數(shù)值方法[D];北京交通大學(xué);2011年

8 王小江;巖石結(jié)構(gòu)面力學(xué)及水力特性實驗研究[D];武漢大學(xué);2013年

9 冷彪;基于數(shù)碼成像的隧道掌子面地質(zhì)信息系統(tǒng)研究[D];西南交通大學(xué);2009年

10 何劉;交通工程邊坡在振動力作用下行為特征研究[D];西南交通大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉燕強;巖石結(jié)構(gòu)面剪切全過程的可視化試驗方法及試驗驗證[D];紹興文理學(xué)院;2019年

2 熊志強;基于Barton曲線結(jié)構(gòu)面剪切特性試驗研究[D];浙江科技學(xué)院;2019年

3 陳超;基于天然三維不規(guī)則巖石結(jié)構(gòu)面抗剪強度的應(yīng)力及尺寸效應(yīng)研究[D];浙江科技學(xué)院;2019年

4 苑小輝;基于概率統(tǒng)計的節(jié)理化巖質(zhì)邊坡變形與穩(wěn)定性研究[D];南京大學(xué);2019年

5 熊貴明;含有結(jié)構(gòu)面干熱巖井筒變形破壞規(guī)律模擬分析[D];太原理工大學(xué);2019年

6 王張鵬;TBM隧洞圍巖結(jié)構(gòu)面測量方法與關(guān)鍵塊體分析研究[D];長江科學(xué)院;2019年

7 雷嬌;結(jié)構(gòu)面剪切-滲流耦合特性及其充填物作用影響的試驗研究[D];重慶大學(xué);2018年

8 宋磊博;基于點云數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)面的細(xì)觀形貌特征研究[D];東北大學(xué);2015年

9 張宇;非貫通結(jié)構(gòu)面剪切破壞機制及抗剪強度模型研究[D];成都理工大學(xué);2018年

10 張聲輝;露天邊坡爆破地震波在不同傾角結(jié)構(gòu)面處的傳播規(guī)律[D];江西理工大學(xué);2018年

，

本文編號：2680400