一种新型粗糙节理面随机强度模型及其应用

• 作者: 吴学震 张学朋 李博 王刚 蒋宇静 黄娜
• 来源期刊: 岩土力学
• 关键词: 岩石节理 剪切强度 长方体凸起 随机模型 概率密度函数
• 年，卷（期）: 2014,（2）
• 所属期刊栏目: 岩土工程研究
• 页码范围: 497-503
• 页数: 7页
• 分类号: TU451
• 语种: 中文

摘要

天然岩体在长期地质作用下会生成各种节理裂隙等不连续面，而地下工程结构的稳定性一般取决于这些不连续面的强度。在众多因素中，表面形态对岩石节理面剪切强度具有决定性影响。为了系统研究岩石节理面剪切强度的确定方法，把岩石节理面概化为一系列高度不同的微长方体凸起组成的粗糙表面结构，且微长方体凸起有剪胀破坏和非剪胀破坏两种模式。综合微长方体凸起破坏规律，应用概率密度函数描述节理面表面起伏分布的影响，建立了粗糙节理面随机强度模型，推导了节理面剪切强度理论公式，提出了节理面强度的随机评价方法。基于随机强度模型和评价方法编制Matlab计算程序计算自然粗糙节理面的剪切强度，并将计算结果与试验结果进行比较分析。研究表明：粗糙节理面随机强度模型综合了粗糙节理面表面形态和法向应力对节理剪切强度的影响机制，理论计算值与试验数据吻合良好，可以较好的评价粗糙节理的峰值剪切强度和残余剪切强度。该随机模型可作为进一步深入研究的重要基础，分析结构面的连续剪切过程，建立更完善的节理面强度模型。