基于三维扫描的岩体结构面粗糙度JRC定量估算

论文摘要

在岩体工程中,结构面的分布特征及其抗剪强度是控制岩体稳定的最重要因素。其中,结构面的抗剪强度通常需要通过室内试验或者原位试验求取,但这些工作也存在着不足之处,如原位试验会受到现场条件限制等。Barton抗剪强度公式是目前广泛应用的计算方法,但其中的结构面粗糙度系数JRC难以准确确定。本文的研究目的是定量估算硬性结构面的粗糙度。以结构面的三维扫描、直剪试验和回弹试验为基础,旨在对岩体结构面三维形貌特征进行分析,得到定量估算结构面粗糙度系数JRC的方法。本次研究的内容如下:(1)通过三维扫描获得结构面的三维形态特征,在扫描得到的结构面上顺着剪切方向均匀切10条剖面线,并由此得到剪切方向上各个剖面曲线的曲线特征(点坐标),进而得到各个剖面线的爬坡角i_i、爬坡高h_i、面积S,再求10条剖面线爬坡角和爬坡高的平均值;(2)以Barton抗剪强度公式为基础,依据剪切试验结果反算各个结构面粗糙度系数JRC,并把反算的JRC作为真值;(3)利用剪切方向各剖面线的曲线特征及反算的JRC真值,通过比较分析,获得考虑剪切方向的结构面形貌特征与JRC定量估算的方法。结果表明:采用面积比、爬坡高和爬坡角组合时,拟合方程计算结果出的JRC与实验值反算出的JRC最大误差为1.7,误差很小,故可以用这些参数来定量估算结构面粗糙度系数JRC。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究意义
•   1.2 岩体结构面粗糙度研究现状
•   1.3 研究趋势
•   1.4 技术路线
• 第二章 岩体结构面试样及相关参数的获取
•   2.1 试样取样
•   2.2 制样及结构面三维形貌特征扫描
•     2.2.1 制样
•     2.2.2 结构面三维形貌特征扫描
•   2.3 浇筑岩样
•   2.4 室内试验
•     2.4.1 直剪试验
•     2.4.2 回弹试验
•   2.5 注意事项
• 第三章 数据整理及定量估算结构面粗糙度系数JRC
•   3.1 数据整理
•     3.1.1 三维扫描数据
•     3.1.2 直剪试验数据
•     3.1.3 回弹试验数据
•   3.2 定量估算结构面粗糙度系数JRC
•     3.2.1 试验参数反算JRC值
•     3.2.2 拟合计算JRC
•   3.3 多种粗糙度系数计算方法对比
•     3.3.1 Barton标准剖面曲线法
• 2法'>    3.3.2 Z₂法
•     3.3.3 SF法
•   3.4 小结
• 第四章 结论与不足
•   4.1 结论
•   4.2 不足
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 严豪

导师: 宋彦辉

关键词: 硬性结构面,三维形貌特征,粗糙度系数,剪切试验,回弹试验

来源: 长安大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 长安大学

分类号: TU45

总页数: 65

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