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本文通过对目前国内外岩体结构面抗剪强度的研究情况分析,提出了对具有方向性的岩体结构面不同方向进行剪切的模拟试验研究。通过岩体结构面直剪仪,利用人工浇铸的表面为锯齿状的混凝土岩石节理试样对其进行了验证。
通过岩体结构面抗剪强度方向性模拟试验,证明了岩体结构面抗剪强度具有方向性的假设。试验结果发现:具有方向性的结构面在不同方向剪切下具有不同的剪切强度;在同组试件中,岩体结构面剪切强度总体上以θ=90°为分界点,在θ=0°—90°之间岩体结构面剪切强度随剪切角度增大总体上呈减小趋势,在θ=90°—180°之间岩体结构面剪切强度随剪切角度增大总体上呈增大趋势;在整体趋势中θ=0°处剪切强度最大,θ=90°处剪切强度最小;对于同一组试件,在正应力相同情况下,剪切角度不同剪应力也不同,在正应力不同情况下,剪应力随着正应力增大呈增大趋势;对于不同组的试件,当正压力σi一定时,试件表面起伏度愈大的,在相同剪切角度下其剪切强度也愈大:在正压力一定时,试件的正向抗剪强度小于试件的逆向抗剪强度等结论。
通过对有关试验数据的分析和公式的推导,提出了剪切方向性角度θ与结构面剪切强度τ之间的强度关系式,并分析了方向性参数L与剪切方向性角度θ之间的关系。从而证明了岩体结构面抗剪强度存在方向性的假设。