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充填岩石节理剪切力学特性及强度经验公式研究
1
作者 高福洲 张俊云 +4 位作者 罗晓龙 翟恪祥 张乐 黄锐 武小菲 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第3期608-617,共10页
研究充填岩石节理的剪切力学特性对工程岩体的稳定性评价具有重要意义。为此,开展考虑法向应力σ_(n)、充填厚度t、节理粗糙度系数JRC影响下的充填岩石节理大型直剪试验,分析了剪切破坏特征、剪切特征曲线和峰值剪切强度τ_(p)的演化规... 研究充填岩石节理的剪切力学特性对工程岩体的稳定性评价具有重要意义。为此,开展考虑法向应力σ_(n)、充填厚度t、节理粗糙度系数JRC影响下的充填岩石节理大型直剪试验,分析了剪切破坏特征、剪切特征曲线和峰值剪切强度τ_(p)的演化规律,在此基础上建立了充填岩石节理峰值剪切强度经验公式。研究表明:充填岩石节理的剪切破坏位置以充填介质与节理岩壁接触面破坏为主;其剪切应力-剪切位移曲线通常在σ_(n)≥600k Pa,t≤5mm且JRC≥6.36条件下出现剪切应力峰值点;在充填度Δ=1.12时充填岩石节理峰值剪切强度τ_(p)与充填介质剪切强度τ_(i)相近,随着Δ进一步增大,τ_(p)降低至τ_(i)以下;充填岩石节理峰值剪切强度经验公式中引入描述充填介质与节理岩壁接触面相互作用对τ_(p)影响的参数W,公式计算值与试验值相对误差平均值δ≤9.01%。 展开更多
关键词 充填岩石节理 大型直剪试验 充填厚度 节理粗糙度系数 峰值剪切强度
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薄层充填岩石节理剪胀特性试验研究 被引量：9
2
作者 肖维民 余欢 +2 位作者 朱占元 李锐 刘伟超 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1499-1508,共10页
岩石节理剪胀特性是影响节理渗流的重要因素,主要受节理表面粗糙性和法向应力的影响。而对于充填岩石节理而言,其剪胀特性还受到充填介质的影响。为了研究薄层充填岩石节理的剪胀特性,首先制备了3组具有Barton标准剖面线形貌特征、充填... 岩石节理剪胀特性是影响节理渗流的重要因素,主要受节理表面粗糙性和法向应力的影响。而对于充填岩石节理而言,其剪胀特性还受到充填介质的影响。为了研究薄层充填岩石节理的剪胀特性,首先制备了3组具有Barton标准剖面线形貌特征、充填度△=0.00,0.25,0.50,0.75及1.00的薄层充填模拟岩石节理试件,然后在低、中、高三级法向应力下进行直剪试验,得到了薄层充填岩石节理试件法向位移–剪切位移曲线及其破坏特征。结果表明:在低法向应力条件下,节理表面粗糙性和充填度共同影响薄层充填岩石节理试件的剪胀特性,而在中高法向应力条件下,节理表面粗糙性是影响其剪胀特性的关键因素;薄层充填岩石节理破坏特征包含充填介质的剪切挤碎和节理上下表面粗糙凸起体被剪断两种,且随着充填度的增加,充填介质剪切挤碎逐渐占主导地位,成为薄层充填岩石节理试件的主要破坏特征。在此基础上,考虑充填介质对节理表面粗糙度系数JRC的弱化作用,建立了薄层充填岩石节理峰值剪胀角随充填度呈指数变化的经验关系式,并通过直剪试验数据和已有文献数据对其适用性进行了初步分析。 展开更多
关键词 岩石力学 薄层充填岩石节理 直剪试验 剪胀 充填度
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充填岩石节理法向闭合变形特性试验研究
3
作者 肖维民 朱斌 +1 位作者 刘伟超 朱占元 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期3832-3840,共9页
岩石节理法向闭合变形特性是影响岩体力学和渗流特性的关键因素之一,天然岩石节理中常常充填有砂等充填物而形成充填岩石节理。目前关于非充填岩石节理法向闭合变形特性的研究成果较为丰富,但针对充填岩石节理法向闭合变形特性的研究成... 岩石节理法向闭合变形特性是影响岩体力学和渗流特性的关键因素之一,天然岩石节理中常常充填有砂等充填物而形成充填岩石节理。目前关于非充填岩石节理法向闭合变形特性的研究成果较为丰富,但针对充填岩石节理法向闭合变形特性的研究成果较为欠缺。为此,采用类岩石材料浇筑具有第5和8条Barton标准剖面线形貌特征的人工模拟岩石节理,以石英砂作为充填介质,制备具有9种充填度的人工模拟充填砂岩石节理试件,对其开展法向闭合变形试验,得到具有不同充填度人工模拟充填砂岩石节理试件的法向闭合变形曲线,在此基础上分析充填度对充填岩石节理法向闭合变形的影响,并采用幂函数分别拟合具有不同充填度的充填岩石节理法向闭合变形曲线和对应的最大法向闭合变形量,建立了充填岩石节理法向闭合变形幂函数经验模型和最大法向闭合变形量随充填度变化的幂函数经验公式。 展开更多
关键词 岩石力学 充填岩石节理 法向闭合变形 充填度
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薄层充填岩石节理抗剪强度特性试验研究 被引量：20
4
作者 肖维民 余欢 +1 位作者 李锐 蒋坤 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S02期3420-3428,共9页
薄层充填岩石节理的抗剪强度特性既不同于非充填岩石节理,也不同于厚层充填岩石节理。为了研究薄层充填岩石节理的抗剪强度特性,首先对5条Barton标准剖面线进行精细数字化处理,在此基础上采用3D打印技术制作具有标准剖面线形貌特征的岩... 薄层充填岩石节理的抗剪强度特性既不同于非充填岩石节理,也不同于厚层充填岩石节理。为了研究薄层充填岩石节理的抗剪强度特性,首先对5条Barton标准剖面线进行精细数字化处理,在此基础上采用3D打印技术制作具有标准剖面线形貌特征的岩石节理面,然后采用水泥浆类岩石模型材料制备模拟岩石节理试件,再以石英砂为充填介质,制备充填度分别为0.00,0.25,0.50,0.75和1.00的薄层充填岩石节理试件,通过室内直剪试验得到薄层充填岩石节理的全剪切曲线、剪胀曲线和剪切破坏特征,然后在此基础上分析充填度和节理表面粗糙度对薄层充填岩石节理峰值抗剪强度、剪胀效应和破坏特征的影响。结果表明:薄层充填岩石节理峰值抗剪强度和剪胀均随着充填度的增加而降低,节理表面粗糙度对薄层充填岩石节理峰值抗剪强度的影响显著程度也会随充填度的增加而降低,同时薄层充填岩石节理剪切破坏特征也受到充填度和节理表面粗糙度的综合影响。 展开更多
关键词 岩石力学 薄层充填岩石节理 直剪试验 抗剪强度 充填度 3D打印
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干湿循环作用下充填节理岩石压缩特性 被引量：1
5
作者 柴少波 宋浪 +2 位作者 刘欢 阿比尔的 刘帅 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期142-153,共12页
为探明干湿循环作用对充填节理岩石压缩力学强度与变形破坏特征的影响,人工制备多种不同充填物的节理岩石试样,对其进行0(全程干燥)、1、5、10、15、20次干湿循环预处理,使试样产生一定的累积损伤;在此基础上,对充填节理岩石试样进行静... 为探明干湿循环作用对充填节理岩石压缩力学强度与变形破坏特征的影响,人工制备多种不同充填物的节理岩石试样,对其进行0(全程干燥)、1、5、10、15、20次干湿循环预处理,使试样产生一定的累积损伤;在此基础上,对充填节理岩石试样进行静态单轴压缩试验和动态冲击试验,并在动态冲击试验过程中借助高速摄像机观察充填节理岩石的冲击破坏特征。研究结果表明:随着干湿循环次数的增加,充填节理岩石的静态和动态抗压强度不断降低,且降低幅度逐渐变小,20次干湿循环作用后岩样的静态和动态抗压强度总劣化度均为20%~30%;通过拟合发现岩样的动态抗压强度降低规律符合指数函数分布;随着干湿循环次数的增加,静态破坏模式由劈裂破坏逐步发展为剪切破坏,动态冲击中充填节理岩石破碎程度和充填节理层粉碎飞溅程度加剧,验证了干湿循环作用会严重影响充填节理岩石的变形破坏特征和动态抗冲击能力;应力波透射系数随干湿循环次数的增加而不断降低,20次干湿循环作用后岩样的应力波透射系数降低了约10%,说明干湿循环作用对应力波传播能力造成了显著影响。 展开更多
关键词 隧道工程 充填节理岩石 干湿循环 劣化效应 压缩特性 动力特性
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