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岩石节理经历侵蚀、风化及工程扰动等影响后,节理的上、下表面往往会呈现出不吻合几何特征,此时岩石节理的力学性质不仅受控于节理表面的起伏状态,更受控于节理面的接触状态。经典Barton公式研究的对象是考虑节理起伏粗糙度特征的完全吻合岩石节理,对不吻合节理力学性质的研究还未系统深入。本文试图从细观尺度构造出节理面的几何形态,通过上、下节理面的水平错位来描述节理的不吻合特征,继而研究吻合度对节理力学性质的影响规律。本文主要工作如下: 1.运用三维激光扫描仪现场采集暴露的岩石节理面,获得描述节理起伏状态的骨架特征点信息,基于这些骨架特征点坐标,采用分形插值原理构造出节理面的细观几何形态特征; 2.通过上、下节理面的水平错位来实现节理的不吻合特征描述,进而提出了细观尺度上节理粗糙度系数JRC、吻合度系数JMC的计算方法,随即探讨了不吻合节理隙宽分布与JRC、JMC的关系; 3.在节理面三维几何形态细观离散化的基础上,将节理的力学变形过程,简化假定为上、下节理面众多细观离散点两棱锥的接触变形行为,根据其细观变形特征,定义了细观力学隙宽的概念; 4.在假定了节理面变形机制的基础上,根据改进的Hertz理论推导了节理面在弹性条件下各细观点的力学隙宽与法向变形、剪切变形的关系,进而提出了从细观尺度反映节理宏观力学性质的数值模拟方法; 5.运用数值模拟方法研究节理的吻合度系数、粗糙度系数对其法向、剪切力学变形的影响规律,研究表明节理的不吻合特征是影响其力学特性的一个重要影响因素,考虑节理的吻合度特征来描述其力学性质更具意义。