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岩体结构面三维粗糙度评价的新方法

蔡毅  唐辉明  葛云峰  张申  谭钦文  
【摘要】:为了获得具有明确几何意义及理论依据的岩体结构面粗糙度评价指标,结合结构面剪切破坏机制,阐明将结构面潜在接触部分作为粗糙度评价重要因素的理论依据;将结构面粗糙度评价指标与其力学性质建立联系,提出描述结构面三维粗糙程度的新参数–粗糙度指标I_(PAP)。I_(PAP)即岩体结构面的潜在接触部分在垂直于剪切方向的面的投影面积与结构面水平投影面积之比,I_(PAP)体现了结构面在剪切方向的三维几何信息,具有各向异性。基于三维激光扫描技术及Matlab编程,实现了结构面三维几何模型的建立及I_(PAP)的计算。以工程应用实例,展示I_(PAP)的计算过程;研究同一结构面不同精细程度的几何模型的I_(PAP),结果表明:基于I_(PAP)评价的结构面粗糙度具有各向异性,且同一剪切方向的结构面PAPI随其几何模型精细程度的增强而增大。对比研究PAPI与Grasselli粗糙度评价方法,结果表明基于此2种方法的粗糙度评价结果具有相似性。此外,I_(PAP)可与结构面抗剪强度建立一定联系,为结构面抗剪强度估算模型的进一步研究奠定了基础。

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