【摘 要】
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断裂岩石抗剪强度对岩体稳定性预测至关重要,为从细观层面探究断裂岩体双翼粗糙面接触与抗剪强度关系,采用蠕剪试验的方法对压剪和间接拉伸两类断裂岩石的力学行为进行研究。
【机 构】
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北京科技大学金属矿山安全高效开采教育部重点实验室;中国电子工程设计院;
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目(41172264,U1361208);国家重点基础研究发展计划(973)项目(2010CB731500)
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断裂岩石抗剪强度对岩体稳定性预测至关重要,为从细观层面探究断裂岩体双翼粗糙面接触与抗剪强度关系,采用蠕剪试验的方法对压剪和间接拉伸两类断裂岩石的力学行为进行研究。通过对断裂岩石双翼粗糙面的激光扫描图像处理和几何重构,采用新提出的"切层法"对双翼啮合时断裂岩石两翼粗糙面的接触状态和接触面积进行分析。结果表明:压剪形成的断裂岩石在蠕剪过程中双翼粗糙面呈不规则"海岸线式"接触;拉断裂岩石双翼表面呈离散"群岛式"接触。拉破裂岩石双翼接触面积明显大于压剪破裂岩石接触面积。尽管岩石断裂生成机制乃至施加的法向荷载不同,断裂岩石的蠕剪强度与接触面积成正比关系,喻示断裂岩石的双翼表面接触面积是考量断裂岩石表面粗糙性对抗剪强度影响的重要指标。此研究对建立岩石节理的接触力学本构模型和构建抗剪强度准则有所借鉴。
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