剪切条件下结构面剪切速率依存性的动态演化

摘要

岩石块体沿结构面滑动会引发严重的灾害,如滑坡、地震或岩爆等。结构面的剪切速率依存性是一种典型时效特性,它与岩体的稳定性密切相关。为了深入研究结构面的剪切速率依存特性,对多种表面形态各异的结构面开展了交替变换剪切速率的剪切试验,对剪切试验中剪切速率依存性的动态演化过程进行详细研究,并根据剪切应力和剪切变形状态将其划分为三个阶段。结果表明,结构面的剪切刚度和能量储存能力的动态演化与裂纹扩展的剪切速率依存性相关,并随着法向应力和结构面粗糙度系数的增加而增加;剪切速率依存性与剪切刚度降低阶段具有一致性,但剪切速率大小对起裂应力没有影响。