基于JRC的结构面双面剪切强度经验公式

作者：范祥; 邓志颖; 安宏磊; 吴睿; 任贤达; 丁凡

来源：岩石力学与工程学报, 2023, 42(S1): 3242-3255.

DOI：10.13722/j.cnki.jrme.2022.0595

• 岩石力学
• 同JRC双结构面
• 异JRC双结构面
• 峰值剪切强度
• 组合节理粗糙系数(JRCc)
• 经验公式

为揭示岩体结构面单、双面剪切强度差异,更好评估层状岩体的稳定性,选择4条Barton标准剖面线建立结构面模型,制作含单、双结构面的类岩试样进行剪切试验。基于试验结果,分析3种法向应力(σn)下单、双结构面的峰值剪切强度(τp)的差异及其原因。基于颗粒流模拟结果,推导出同JRC双结构面的峰值剪切强度经验公式,引入组合节理粗糙系数(JRCc)表征异JRC双结构面的粗糙度,构造JRCc与低、高粗糙度系数(JRCxx,JRCyy)的相关关系,建立了综合考虑JRCxx,JRCyy对异JRC双结构面峰值剪切强度影响的经验公式,然后分析同JRC双结构面与异JRC双结构面的τp随混合节理粗糙系数变化的规律,最终建立了估算任意JRC组合双结构面峰值剪切强度的经验公式。研究表明:在τp-JRC曲线的增长趋势随σn增大而增大的阶段,σn一定时,双结构面的τp随上、下结构面的JRC之和增大而增大;对于JRC之和较小的异JRC双结构面,其τp由JRC较低的结构面控制,但这种控制作用随JRC之和增大而减弱,逐渐转换为由JRC较高的结构面控制。

• 单位
  中交第一公路勘察设计研究院有限公司; 湖南科技大学; 长安大学; 公路学院; 煤矿安全开采技术湖南省重点实验室