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工程地质学报  2017, Vol. 25 Issue (6): 1482-1490    DOI: 10.13544/j.cnki.jeg.2017.06.011
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重复剪切作用下充填物对结构面力学性质的影响
魏继红1, 王武超1, 杨圆圆2, 朱峰1, 范昊天1
1. 河海大学地球科学与工程学院 南京 211100;
2. 四川志德岩土工程有限责任公司 成都 610041
STUDY ON THE INFLUENCE OF FILLING ON MECHANICAL PROPERTIES OF STRUCTURAL SURFACE UNDER REPEATED SHEAR CONDITION
WEI Jihong1, WANG Wuchao1, YANG Yuanyuan2, ZHU Feng1, FAN Haotian1
1. School of Earth Science and Engineering, Hohai University, Nanjing 211100;
2. Sichuan Zhide Geotechnical Engineering Company, Chengdu 610041
 全文: PDF (1962 KB)   HTML( )   输出: BibTeX | EndNote (RIS)      背景资料
摘要 目前,对于结构面的研究主要包括对剪切曲线形态的描述及结构面粗糙度、组数、充填物等因素对结构面强度参数的影响,一般情况下,这类研究的基础是结构面经受静荷载的作用。实际上,结构面也很容易遭受地震、水位升降、爆破等动力荷载的反复剪切作用,但是,至今对反复剪切作用下结构面力学特性的研究较少或缺乏系统性。笔者在室内直剪试验的基础上,研究了重复剪切作用下充填物对结构面变形和强度的影响。采用钢制模具和混凝土材料预制4种起伏角度结构面,在1.56MPa法向应力和两种充填状态下进行多次直剪试验,分析每次剪切过程中的切向应力和法向位移随切向位移的变化。通过对切向应力和法向位移随切向位移变化曲线分析可知,初次剪切时,起伏角度越大,结构面剪切破坏方式容易从滑移破坏过渡为剪断破坏;第二次剪切开始,无论起伏角度如何,结构面的剪切破坏方式基本上都转变为滑移破坏;充填物的存在基本不会改变结构面的剪切破坏方式,但会使剪切过程中结构面的爬坡效应增强,使结构面被剪断或磨损的作用减弱,峰值法向位移增大。
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关键词重复剪切   充填物   破坏方式   抗剪强度   残余强度     
Abstract: Structural plane plays an important role in stability of rock mass. Many engineering accidents are caused by structural planes. This phenomenon has attracted enough attention. Up to now, the related researches on structural plane mainly include shearing curve description, impact of roughness, combination, filling and other factors on shear strength. In general, these researches are based on that the structural plane bears static load. In fact, it is very common for structural planes to bear cyclic shear load under conditions of dynamic load of earthquake, water level rise and fall, explosion and so on. However, there is less study on mechanical property of structural plane when it is under cyclic shear load. The paper is based on direct shear test. Influence of filled state on deformation and strength of structural plane is studied. Structural planes of four aspertity inclination angles are made using steel mould and concrete. Then several times direct shear tests are conducted under same normal stresses and two filled states. At the same time, shear stress and normal displacement are recorded. The analysis on shear stress-shear displacement and normal displacement-shear displacement curve shows that the asperity inclination angle become larger firstly and structural plane is easier to be cut. For the same shear failure style, if the normal stress increases, the structural plane will be worn or cut more serious, and the maximum normal displacement is lower. If the asperity inclination angle increases, the zig-zag pattern will be worn or cut more. From the second shear time, the structural plane is worn every time and not be affected by asperity inclination angle. After the filling, the structural plane is damaged like before. However, this factor makes the structural plane climbing further, weakens the cutting or wearing degree, and adds the normal displacement meanwhile.
Key wordsRepeated shear   Filling state   Failure mode   Shear strength   Residual strength   
收稿日期: 2017-04-18;
基金资助:

国家自然科学基金项目(41102162,41672258)资助

作者简介: 魏继红(1976-),女,博士,副教授,硕士生导师,主要从事岩土体稳定性方面的研究工作.Email:wjhfish@hhu.edu.cn
引用本文:   
. 重复剪切作用下充填物对结构面力学性质的影响[J]. 工程地质学报, 2017, 25(6): 1482-1490.
. STUDY ON THE INFLUENCE OF FILLING ON MECHANICAL PROPERTIES OF STRUCTURAL SURFACE UNDER REPEATED SHEAR CONDITION[J]. Journal of Engineering Geology, 2017, 25(6): 1482-1490.
 
没有本文参考文献
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