基于三维形貌参数的岩石节理峰值剪切强度模型研究

摘要

基于Grasselli提出的节理粗糙度参数,通过揭示3种粗糙度参数表征视倾角的分布规律,分析了粗糙度参数和初始剪胀角和折减函数的关系,优化剪胀角模型中粗糙度参数的形式;通过文献对比分析,突出了岩石抗拉强度对节理抗剪强度的影响。采用法向应力、抗拉强度和节理粗糙度参数,提出了一种负指数形式的节理峰值抗剪强度新模型。最后通过73组试验数据和反算JRC值验证新模型准确度,并与经典模型对比。结果表明Gasselli模型和Tang模型在各自的试验数据中准确度较高,新模型和Xia模型误差较低,但新模型波动较小。新模型对Grasselli模型、Xia模型、Tang模型中存在的不符合摩尔库伦准则、物理含义不清晰、剪胀角边界条件不正确、未体现粗糙度等问题进行了改进。