岩体结构面粗糙度各向异性特征及尺寸效应分析

摘要：

岩体结构面形貌存在明显的各向异性和尺寸效应特征。由于结构面本身的复杂性，定量表征其属性仍是该领域的研究难点。鉴于此，考虑岩体结构面的地质本质性特征，应用地质统计学原理，提出采用变异函数参数(基台C和变程a )表示结构面粗糙度(JRCv)的方法；然后采用量纲分析法，给出JRCv表达式。应用提出的公式计算结构面上不同尺寸范围(100 Pixel×100 Pixel～1000 Pixel×1000 Pixel)32个方向上的JRCv值，分析结构面粗糙度各向异性及其尺寸效应特征。研究结果表明：(1)从表观看，沿分析方向，结构面越粗糙，JRCv 值越大，JRCv可以定量表征结构面粗糙度及其各向异性特征；(2)在结构面分析方向上，随尺寸范围的增大，JRCv值逐渐减小，达到一定范围时，JRCv值趋于稳定，通过分析各方向上JRCv值随尺寸范围的变化趋势，可以确定结构面的临界范围；(3)结构面各向异性特征受结构面研究范围的影响，当研究范围达到一定尺度时，结构面各向异性特征趋于稳定。该研究成果将为定量分析岩体结构面力学性质强弱方向提供依据，为实验室或原位结构面力学试验选择合理尺寸试件提供一种新方法。

关键词：岩石力学、岩体结构面、各向异性、尺寸效应、变异函数

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51264028；内蒙古教育厅基金资助项目NJZY13138

在线出版日期：2015-04-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：57-66