基于方向性粗糙度参数的节理峰值抗剪强度理论模型

作     者：陈曦 CHEN Xi

作者机构：长江勘测规划设计研究有限责任公司湖北武汉430010 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2023年第44卷第4期

页      面：1075-1088页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(No.41772308)。 

主　　题：粗糙节理 方向性粗糙度 理论峰值抗剪强度准则 采样点距 各向异性 

摘      要：节理裂隙控制着岩石工程的剪切滑移稳定性。现有的节理峰值抗剪强度模型多为经验模型,且较少考虑粗糙节理峰值抗剪强度的采样点距效应及各向异性。采用3D打印技术制备了5组吻合的粗糙光敏树脂节理模具,利用水泥砂浆复制了25组相同壁面强度的人工粗糙节理,开展了5种法向应力水平下节理直剪试验。基于改进的接触面积比-视倾角门槛值关系,建立了仅含一个方向性粗糙度参数的三维粗糙节理峰值抗剪强度理论模型。该理论模型除粗糙度参数外无需拟合其他参数。对比分析发现,新模型比文献中的经验模型预测精度更高。新模型预测效果受采样点距影响较小,且能有效地反映节理峰值抗剪强度的各向异性。