基于Grasselli形貌参数的岩石节理初始剪胀角新模型

论文摘要

G.Grasselli提出的三维形貌参数是描述岩石节理粗糙度的关键指标。首先,将节理峰值抗剪强度公式中的峰值剪胀角分离为初始剪胀角和关系函数nf(σ),讨论nf(σ)变化的基本规律。然后,对Grasselli视倾角分布函数进行变式并与土壤颗粒分析试验进行类比,揭示参数C的意义及其影响节理峰值抗剪强度的机制,并提出了一个新的初始剪胀角模型。通过大量已发表的数据(共计82组),计算新初始剪胀角,并和Xia模型、Yang模型进行对比。结果表明,新的初始剪胀角模型和Xia模型、Yang模型计算值较为接近,并且在大多数情况下介于这2种模型之间。最后,基于新的初始剪胀角模型,建立一个新的节理峰值抗剪强度模型,根据G. Grasselli的30组非片麻岩数据,将Grasselli模型、Yang模型、Xia模型、Tatone模型、Tian模型、新模型的峰值抗剪强度预测值分别与实测值进行对比。结果表明各模型预测误差分别为15.8%,11.7%,14.5%,10.0%,9.8%,9.2%,新模型的预测精度最佳。此外,探讨各模型对于片麻岩节理的适用性。新模型对于Grasselli系峰值抗剪强度模型而言是一种有效的改进,可以为相关研究提供参考。

论文目录

• 1 引言
• 2 峰值剪胀角和法向应力的关系
• 3 Grasselli系列模型
•   3.1 Grasselli节理峰值抗剪强度模型
•   3.2 Xia节理峰值抗剪强度模型
•   3.3 Yang节理峰值抗剪强度模型
• 4 新初始剪胀角模型
•   4.1 Grasselli视倾角分布函数变式及参数C的意义
•   4.2 新初始剪胀角模型
• 5 新初始剪胀角模型验证
•   5.1 Grasselli发表的试验数据验证
•   5.2 其他研究者的数据验证
•   5.3 J.Yang试验数据验证
• 6 新峰值抗剪强度模型及验证
•   6.1 新峰值抗剪强度模型
•   6.2 关于片麻岩的讨论
• 7 模型反算JRC
• 8 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 陈曦,曾亚武,孙翰卿,刘伟

关键词: 岩石力学,岩石节理,三维形貌,视倾角分布函数,初始剪胀角,峰值抗剪强度

来源: 岩石力学与工程学报 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 武汉大学土木建筑工程学院

基金: 国家自然科学基金资助项目(41772308,41272342)~~

分类号: TU45

DOI: 10.13722/j.cnki.jrme.2018.0603

页码: 133-152

总页数: 20

文件大小: 809K

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