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不同粗糙度结构面时效强度特征

发布时间:2018-07-22 16:48
【摘要】:为研究不同粗糙度结构面在长期荷载下的强度变化规律,选取Barton标准剖面为人工模拟结构面的表面形态,并用水泥砂浆浇筑,试样成型后,对其进行直接剪切试验以及剪切蠕变试验,基于试验结果,建立瞬时剪切强度公式,并对不同粗糙度结构面的剪切蠕变特征进行分析,提出确定长期强度的方法,并以此求解长期强度,进而分析粗糙度对结构面剪切时效特征的影响,研究成果表明:随着粗糙度的增大,蠕变整体位移减小,蠕变破坏曲线越来越陡,其蠕变速率以及剪切刚度在大于某个应力值时,相对于前一级均会发生显著变化;瞬时强度与长期强度均与粗糙度呈线性关系,随着粗糙度的增大,长期强度与瞬时强度的比值减小,这是连续完整岩石与不连续贯通的结构面具有不同的时效特征以及不同法向应力和粗糙度下剪切面积比的变化共同造成的,另外等速率曲线拐点法得到的长期强度符合蠕变特征变化得到的长期强度范围,其合理性和可靠性得到了验证。
[Abstract]:In order to study the change of strength of different roughness structural surfaces under long term load, Barton standard section is selected as artificial simulation of the surface morphology of structural surfaces, and the cement mortar is used to cast the specimens after forming. Based on the results of direct shear test and shear creep test, the instantaneous shear strength formula is established, and the shear creep characteristics of different roughness structural surfaces are analyzed, and the method of determining long-term strength is put forward. The long-term strength is solved and the influence of roughness on the shear aging characteristics of structural plane is analyzed. The results show that with the increase of roughness, the whole creep displacement decreases and the creep failure curve becomes steeper and steeper. When the creep rate and shear stiffness are larger than a certain stress value, there will be significant changes in the creep rate and the shear stiffness, and the instantaneous strength and the long-term strength are linearly related to the roughness, and with the increase of the roughness, The ratio of long-term strength to instantaneous strength decreases, which is caused by the different aging characteristics of continuous intact rock and discontinuous structural mask, as well as the variation of shear area ratio under different normal stresses and roughness. In addition, the long-term strength obtained by the equal-rate curve inflection point method accords with the range of long-term strength obtained by the variation of creep characteristics, and its rationality and reliability are verified.
【作者单位】: 同济大学地下建筑与工程系;同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(41602287,51578408)~~
【分类号】:TU45

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