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摘要
针对人工节理试样开展不同法向应力条件下的直剪试验,基于试验结果的非线性特征,对Goodman线性剪切模型进行改进,提出一种更接近实际情况的非线性全量剪切模型,该模型大部分参数均可从试验数据获取,并能准确描述节理剪切过程中剪切应力与剪切位移之间的非线性关系。借鉴Saeb和Amadei切向与法向耦合刚度系数的计算方法,结合提出的非线性全量剪切模型,推导出可以反映节理剪切非线性特性的切向耦合刚度系数表达式,并建立基于非线性力学行为的节理增量剪切模型,该增量模型可以对节理的切向和法向变形行为同时进行描述。在常法向应力边界和常法向刚度边界条件下分别对增量剪切模型进行编程求解。将全量模型的计算值与已有直剪试验结果进行对比分析,两者吻合得很好,验证提出的全量模型的准确性与可靠性。分别考虑常法向刚度和常法向应力两种边界条件,将增量模型模拟值与已有的试验结果及Saeb-Amadei模型进行对比分析,增量模型计算的剪应力与试验结果吻合得更好,说明提出的增量模型比Saeb-Amadei模型准确度更高;增量模型计算的法向应力、法向位移与试验值大体上吻合,总体上可以反映节理剪切的法向力学行为,说明增量模型可以较好地反映节理试样剪切过程中的切向和法向变形行为,验证了增量模型在不同边界条件下的适宜性。
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单位岩土力学与工程国家重点实验室; 中国科学院武汉岩土力学研究所; 中国科学院大学
