循环动载边界下三维粗糙节理面剪切力学响应研究

摘要：

开展正弦波式循环法向动载-循环剪切位移叠加作用下三维粗糙节理面剪切试验,探讨初始法向静载(Fs)、法向动载振幅(Fa)、法向动载频率(fv)及循环剪切次数(N)对节理面剪切特性的影响.随着Fs与Fa的增加,节理面法向荷载变化范围逐渐增大,一个剪切位移周期内剪切荷载呈现波动增加→波动减小→波动增加趋势;稳定状态下峰值剪切荷载随着Fs与Fa的增加分别增大4.90倍与65.12％,节理面抗剪能力逐渐增强,而随着fv的增加,节理表面损伤渐进累积导致峰值剪切荷载逐渐减小,且出现的时刻逐渐前移,稳定状态峰值剪切荷载减小17.49％.一个剪切位移周期内节理面法向位移呈现波动增加→波动减小→二次增加→二次减小的趋势,当节理面远离初始位置剪切时,凸起体持续"爬坡效应"导致法向位移逐渐增大;节理面法向位移-法向荷载呈现明显负相关,且最大法向位移滞后于最大剪切位移1/4法向荷载周期;随着N的增加,节理面持续磨损劣化导致最大法向位移呈指数函数减小趋势;最大法向位移随着Fs,Fa及fv的增加分别呈现逐渐减小、逐渐增加及先增后减的特征.剪切后节理表面粗糙度系数随着Fs,Fa与fv的增加,呈现的变化规律分别为减小了 57.79％,43.26％以及以1 Hz为拐点先增加后减小的趋势.

关键词：岩石力学、粗糙节理面、循环剪切、法向动载、法向位移、表面磨损

所属期刊栏目：43

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

在线出版日期：2024-06-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：1176-1189