本文關鍵詞：基于多重分形特征的巖體結(jié)構(gòu)面剪切強度研究

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【摘要】：Barton剪切強度模型是目前工程實踐中普遍采用的強度公式,而實踐應用時,該模型中結(jié)構(gòu)面粗糙性系數(shù)(JRC)的評估存在主觀性和片面性的缺點。鑒于此,應用多重分形理論,提出了采用多重分形參數(shù)準確量化JRC的方法。首先應用數(shù)字圖像處理技術獲取了結(jié)構(gòu)面三維形貌數(shù)據(jù)信息;然后采用投影覆蓋法進行了結(jié)構(gòu)面的分形維數(shù)計算,重點對結(jié)構(gòu)面的多重分形特征進行了分析,通過對比分析了構(gòu)造的15個結(jié)構(gòu)面的多重分形特征值。結(jié)果表明:結(jié)構(gòu)面越粗糙,多重分形特征參數(shù)△D(q)和△a(q)值越大,△D(q)或△a(q)能夠很好地描述結(jié)構(gòu)面的形貌特征。最后對9組石膏試件進行了剪切試驗,通過不同正應力下對應的剪應力數(shù)據(jù)分析,結(jié)合結(jié)構(gòu)面形貌多重分形參數(shù)△D(q)或△a(q),以Barton剪切強度公式為基礎,應用最小二乘法原理,給出了JRC與△D(q)及JRC與△a(q)關系。這樣在工程實際中,可以用參數(shù)△D(q)或△a(q)對JRC進行估算,克服了JRC人為估值主觀性及采用二維標準輪廓線評估片面性的缺點,為準確評估結(jié)構(gòu)面粗糙度提供了一條新的途徑。在此基礎上,應用Barton模型可準確估算巖體結(jié)構(gòu)面的剪切強度。
【作者單位】： 東北大學深部金屬礦山安全開采教育部重點實驗室;內(nèi)蒙古科技大學礦業(yè)研究院;
【關鍵詞】： 結(jié)構(gòu)面 剪切強度 多重分形 數(shù)字圖像處理技術
【基金】：國家自然科學基金資助項目(No.51222401,No.51374049,No.51304037) 教育部科學技術研究重點項目(No.113019A) 中央高校基本科研業(yè)務費資助(No.N110201001,No.N120101001) 中國-南非聯(lián)合研究計劃項目(No.2012DFG71060/CS06-L01) 教育部博士點基金資助課題(No.20110042110035) 內(nèi)蒙古教育廳基金項目(No.NJZY13138)
【分類號】：TU45
【正文快照】： 1引言巖體結(jié)構(gòu)面剪切強度研究一直是巖石力學界探討的熱點課題。到目前為止,已提出較有影響的剪切強度模型不下十余種。典型的如Patton[1]雙線性強度模型,Jaeger[2]剪斷效應模型,Ladanyi和Archambault[3]剪脹、剪斷效應模型,Barton和Choubey[4]JRC-JCS剪切強度模型,考慮三維效

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本文編號：746307