不同起伏角锯齿状结构面剪切力学性质及其弱化行为试验研究

摘要

为研究含锯齿状结构面岩体的剪切力学性质及其弱化行为,采用自主研发的岩石压剪伺服试验系统,对含有不同起伏角锯齿结构面的类岩石试件开展了不同剪切位移的直剪试验。试验结果表明:当结构面锯齿起伏角为15°时,结构面的剪应力演化曲线呈“波浪形”,当起伏角为30°和45°时,剪应力演化曲线呈“峰值型”且45°起伏角结构面的剪应力演化有明显的双峰值现象,起伏角越大,峰值剪应力越大;当起伏角为15°时,结构面的弱化模式为爬坡磨损,起伏角为30°时,结构面弱化则以切齿-充填为主,而当起伏角为45°时,结构面在前期以切齿破坏为主,后期以滑动磨损为主;结构面的损伤系数R随着剪切位移的增加而逐渐增大,并且起伏角越大,R值越大,结构面的弱化程度越大,结构面在剪切位移为5 mm处的弱化率均在50%以上。研究成果可为工程岩体稳定性分析提供参考。