重复剪切作用下泥质充填结构面剪切力学特性试验研究

摘要

结构面的力学特性直接关系工程岩体的变形稳定,而充填物对结构面的力学特性存在较大的影响。为了准确地量化充填前后结构面剪切性能的变化,以三峡库区典型库岸边坡节理岩体为研究对象,采用劈裂法制备了人工节理,按照充填度100%进行考虑,设计进行了充填前、后结构面的重复剪切试验。结果表明:(1)基于重复剪切过程中结构面抗剪性能劣化趋稳的变化规律,提出了一种单试件充填前、后重复剪切的试验方法,并提出了量化分析充填物对结构面影响程度的试验流程和数据处理方法,可以比较准确地确定充填物对结构面抗剪性能的影响;(2)泥质充填后结构面的抗剪性能劣化趋势明显,不同法向应力下的降幅在38.51%~54.82%之间,而且,法向应力越大,降低幅度越大;(3)在重复剪切过程中,泥质充填结构面的抗剪强度呈现先增大、再减小趋稳的非线性变化规律,主要与剪切过程中泥质充填物的变少、变薄、变光滑,以及结构面出露面积增多、磨损,凹陷位置被岩屑和土填充有关。相关试验方法和思路可为充填结构面剪切性能分析提供较好的参考。