具有方向性的岩体结构面不同方向剪切强度模拟试验研究

摘要

本文通过对目前国内外岩体结构面抗剪强度的研究情况分析，提出了对具有方向性的岩体结构面不同方向进行剪切的模拟试验研究。通过岩体结构面直剪仪，利用人工浇铸的表面为锯齿状的混凝土岩石节理试样对其进行了验证。 通过岩体结构面抗剪强度方向性模拟试验，证明了岩体结构面抗剪强度具有方向性的假设。试验结果发现：具有方向性的结构面在不同方向剪切下具有不同的剪切强度；在同组试件中，岩体结构面剪切强度总体上以θ=90°为分界点，在θ=0°—90°之间岩体结构面剪切强度随剪切角度增大总体上呈减小趋势，在θ=90°—180°之间岩体结构面剪切强度随剪切角度增大总体上呈增大趋势；在整体趋势中θ=0°处剪切强度最大，θ=90°处剪切强度最小；对于同一组试件，在正应力相同情况下，剪切角度不同剪应力也不同，在正应力不同情况下，剪应力随着正应力增大呈增大趋势；对于不同组的试件，当正压力σi一定时，试件表面起伏度愈大的，在相同剪切角度下其剪切强度也愈大：在正压力一定时，试件的正向抗剪强度小于试件的逆向抗剪强度等结论。 通过对有关试验数据的分析和公式的推导，提出了剪切方向性角度θ与结构面剪切强度τ之间的强度关系式，并分析了方向性参数L与剪切方向性角度θ之间的关系。从而证明了岩体结构面抗剪强度存在方向性的假设。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1引言

1.2岩体及其力学性质

1.3岩体结构面与工程岩体的稳定性

2岩体结构面的分类

2.1岩体结构面的成因类型

2.2岩体结构面的形状分类

2.3岩体结构面从岩体断裂力学上的分类

2.4岩体结构面从地质力学上的分类

2.5本章小结

3 岩体结构面抗剪强度研究现状

3.1岩体结构面的力学性质

3.1.1 法向变形

3.1.2 剪切变形

3.1.3 抗剪强度

3.2结构面表面形态研究现状

3.3岩体结构面抗剪强度研究现状

3.3.1 室内外直剪试验

3.3.2经验估算法

3.3.3 工程地质类比法

3.3.4 理论抗剪强度计算公式法

3.3.5位移反分析法

3.3.6 室内模型法

3.4本章小结

4岩体结构面面抗剪强度方向性研究

4.1岩体结构面抗剪强度方向性的概念

4.2抗剪强度具有方向性的岩体结构面成因

4.3岩体结构面抗剪强度方向性的工程应用前景

4.4课题研究的理论基础

4.4.1 摩尔库仑定律

4.4.2 岩体结构面粗糙度系数JRC理论

4.4.3分形理论

4.5岩体结构面抗剪强度方向性混凝土模拟试验

4.6本章小结

5 混凝土模拟岩体结构面不同方向的剪切试验

5.1本课题的提出及研究目的

5.1.1 课题的提出

5.1.2 课题研究目的

5.2课题来源及研究内容

5.2.1课题来源

5.2.2研究内容

5.3岩体结构面模拟曲线以及试件模具设计

5.3.1 结构面模拟曲线设计

5.3.2 模拟试件模具设计

5.4岩体结构面模拟试件的设计与制作

5.4.1 模拟试验选用材料

5.4.2 模拟试件材料的配合比设计

5.4.3 模拟试件的制作

5.5混凝土模拟岩体结构面不同方向的剪切试验

5.5.1 试验原理及试验设备

5.5.2试验内容

5.5.3试验过程的描述

5.6试验结果分析

5.6.1 试验后试件的描述

5.6.2试验记录数据

5.6.3试验结果分析

5.7本章小结

结 论

致 谢

参考文献

攻读研究生学位期间发表的论文及研究成果