岩石力学与工程学报
巖石力學與工程學報
암석역학여공정학보
CHINESE JOURNAL OF ROCK MECHANICS AND ENGINEERING
2014年
6期
1142-1148
,共7页
岩石力学%岩石结构面%峰值摩擦角%应力效应%直剪试验
巖石力學%巖石結構麵%峰值摩抆角%應力效應%直剪試驗
암석역학%암석결구면%봉치마찰각%응력효응%직전시험
rock mechanics%structural planes of rock%peak friction angle%stress effect%direct shear test
工程上常采用不随应力变化的岩石结构面抗剪强度参数,不能反映结构面摩擦角应力效应的变化规律.为研究结构面摩擦角与法向应力的相关度,首先对中砂、水泥、硅粉、非引气型萘系减水剂等原材料的配比进行研究,获得与天然钙质板岩物理力学特性相类似的岩石模型材料,然后采用研发的结构面制作模具及其制备工艺制作10组具有不同表面起伏度和粗糙度的结构面,并利用自制的高精度岩石结构面直剪仪对系列法向应力下的结构面摩擦角进行直剪试验研究和数据统计分析,结果表明:结构面峰值摩擦角及其变化率均随法向应力的增加而降低,而不是通常认为的峰值摩擦角为定值;结构面残余摩擦角随法向应力的变化并不是很明显;具有不同起伏程度和粗糙度系数的模型结构面在相同法向应力下的峰值摩擦角也有差异;结构面峰值摩擦角应力效应和JRC-JCS(JRC为粗糙度系数,JCS为壁岩强度)准则中所确定的峰值摩擦角变化规律相一致,而且粗糙度系数越大结构面峰值摩擦角的应力效应越明显.
工程上常採用不隨應力變化的巖石結構麵抗剪彊度參數,不能反映結構麵摩抆角應力效應的變化規律.為研究結構麵摩抆角與法嚮應力的相關度,首先對中砂、水泥、硅粉、非引氣型萘繫減水劑等原材料的配比進行研究,穫得與天然鈣質闆巖物理力學特性相類似的巖石模型材料,然後採用研髮的結構麵製作模具及其製備工藝製作10組具有不同錶麵起伏度和粗糙度的結構麵,併利用自製的高精度巖石結構麵直剪儀對繫列法嚮應力下的結構麵摩抆角進行直剪試驗研究和數據統計分析,結果錶明:結構麵峰值摩抆角及其變化率均隨法嚮應力的增加而降低,而不是通常認為的峰值摩抆角為定值;結構麵殘餘摩抆角隨法嚮應力的變化併不是很明顯;具有不同起伏程度和粗糙度繫數的模型結構麵在相同法嚮應力下的峰值摩抆角也有差異;結構麵峰值摩抆角應力效應和JRC-JCS(JRC為粗糙度繫數,JCS為壁巖彊度)準則中所確定的峰值摩抆角變化規律相一緻,而且粗糙度繫數越大結構麵峰值摩抆角的應力效應越明顯.
공정상상채용불수응력변화적암석결구면항전강도삼수,불능반영결구면마찰각응력효응적변화규률.위연구결구면마찰각여법향응력적상관도,수선대중사、수니、규분、비인기형내계감수제등원재료적배비진행연구,획득여천연개질판암물리역학특성상유사적암석모형재료,연후채용연발적결구면제작모구급기제비공예제작10조구유불동표면기복도화조조도적결구면,병이용자제적고정도암석결구면직전의대계렬법향응력하적결구면마찰각진행직전시험연구화수거통계분석,결과표명:결구면봉치마찰각급기변화솔균수법향응력적증가이강저,이불시통상인위적봉치마찰각위정치;결구면잔여마찰각수법향응력적변화병불시흔명현;구유불동기복정도화조조도계수적모형결구면재상동법향응력하적봉치마찰각야유차이;결구면봉치마찰각응력효응화JRC-JCS(JRC위조조도계수,JCS위벽암강도)준칙중소학정적봉치마찰각변화규률상일치,이차조조도계수월대결구면봉치마찰각적응력효응월명현.
