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摘要
为了从剪切磨损角度探索剪切强度各向异性的机制,定量分析了粗糙节理在不同法向应力下的强度特征与破坏特征。研究发现,节理的剪切强度和破坏体积表现出与形貌特征相似的各向异性特征,且两者的各向异性特征随着法向应力的增加而逐渐削弱。另外,调查了锯齿节理的倾角特征和高度特征对剪切行为的影响。分析表明:两者都与剪切强度存在正相关的关系,且倾角特征还决定了剪切过程中节理接触区域的局部性。粗糙节理的表面由很多微凸体组成,不同剪切方向上表面接触区域的不同以及该区域内微凸体高度特征和倾角特征的差异是造成剪切强度各向异性的本质原因。而随着法向应力的增加,节理表面越来越多的微凸体的破坏由滑移磨损演化为剪断破坏,在不同剪切方向上破坏体积的差异也逐渐减小,进而导致剪切所需的能量逐渐趋于一致,这是剪切强度各向异性特征被法向应力削弱的主要原因。
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