考虑接触形貌特征的节理面JRC值确定方法研究

摘要

传统方法确定节理面粗糙度JRC过程中,往往将整个节理面的形貌考虑在内,然而在实际剪切过程中,节理面两翼仅仅部分微凸体产生相互接触,未接触区域的形貌必然影响JRC值的准确性。为了建立一种更加准确的JRC值确定方法,利用数值追踪技术确定节理面在剪切过程中的局部接触区域,并求解该区域的幅度参数、空间参数和倾角参数,同时通过Barton模型对JRC值进行反演。利用发生接触的节理面形貌参数对JRC值进行拟合,并进行显著性分析,在此过程中得到如下结论:(1)JRC主要受到高度均方差σz、陡坡百分比PD、高度差Tz10和坡度均方根Z2的显著影响。t检验结果可知,坡度均方根Z2对JRC影响的显著性大于高度均方差σz,大于高度差Tz10。(2)将局部发生接触的节理面形貌参数和整个节理面形貌参数进行对比,结果表明发生接触的节理面形貌所确定的形貌参数与JRC的显著性明显高于整个节理面确定的形貌参数与JRC之间的显著性。(3)将本文方法确定的JRC模型与Grasselli模型、Xie模型预测结果进行对比,结果表明基于节理面局部接触形貌确定的JRC值能够更加准确地预测节理面抗剪强度。