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摘要
岩体结构面的剪切力学特性主要取决于其表面粗糙特征，结构面粗糙系数是表征该粗糙特征的主要方法。目前对结构面粗糙系数的研究局限于单一维度，多角度且定量化计算结构面粗糙系数能避免单一维度分析导致计算精度不准的局限性。采用立方体花岗岩，通过巴西劈裂的方式制备含结构面的试样；利用高精度三维扫描仪对试样结构面进行扫描，得到结构面的点云数据，同时借助逆向软件对点云数据进行三维重构。研究了点云数据Z方向上的分布频率，剖面线剖面比与节理粗糙系数（JRC）值的关系，结构面面积比与JRC均值的关系。研究表明：点云数据Z方向上的分布频率可以作为初步评估结构面粗糙度的手段；剖面线剖面比与JRC数值、结构面面积比与JRC均值有二次函数的关系。通过数值分析建立了结构面JRC均值与剖面比、面积比的二元函数关系，并得到结构面JRC均值的经验计算公式。本次研究为结构面粗糙度提供了一种“点-线-面”逐渐深入的多角度评估思路，得到的经验公式为计算结构面JRC均值提供了一种新的计算方法。
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单位公路学院; 中交第一公路勘察设计研究院有限公司; 长安大学
