岩体结构面粗糙度系数及其应用研究

摘要

该文讨论了结构面粗糙度系数的特性、研究方法、力学效应及其工程应用.(1)通过岩体结构面表面形态基本要素的力学机制分析,认为表面起伏形态是影响结构面起伏角的主要因素,它决定了结构面粗糙度系数的数值和抗剪强度的大小,是粗糙度系数及其应用研究的重点;宏观几何轮廓和微观粗糙度对结构面粗糙度系数影响很小,估算岩体结构面抗剪强度时可忽略不计.(2)基于节理和断层表面起伏形态调查和统计分析,概括了岩体结构面粗糙度系数的各质异性、各向异性、非均一性和尺寸效应等性质,提出了定向统计测量结构面粗糙度系数的科学方法.(3)部分出露的结构面,可通过统计测量实验室尺寸结构面的粗糙度系数(JRC〈,0〉),按JRC尺寸效应分形模型换算实际岩体结构面的粗糙度系数(JRC〈,0〉),作为JRC-JCS模型估算岩体结构面抗剪强度的粗糙度系数计算取值;JRC的各向异性要求进行岩体结构面抗剪强度估算时,应判断滑动破坏岩体的潜在滑移方向,使估算方向与潜在滑移方向严格保持一致,以保证估算结果的可靠性.(4)利用JRC-JCS模型估算岩体结构面抗剪强度,既可考虑结构面所处的地质环境和工程环境,又具备简便、快速、经济等优点,可替代结构面直剪试验直接用于工程岩体稳定性评价,具有理论研究意义和经济实用价值.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第一节工程岩体的构成：结构面与结构体

第二节岩体结构面分类

一、岩体结构面的成因分类

二、岩体结构面的分级

三、岩体结构面的断裂力学分类

四、岩体结构面的地质力学分类

第三节结构面与工程岩体稳定性

第四节结构面粗糙度系数的工程意义

第五节博士后研究工作总结

第二章岩体结构面表面形态

第一节节理与断层的表面形态

一、节理面表面形态

二、断层面表面形态

第二节结构面表面形态基本要素

第三节结构面表面形态基本特征

一、结构面表面形态描述指标

二、结构面表面形态测量方法

三、岩体结构面表面形态基本特征

第四节结构面表面形态力学机制

第三章岩体结构面粗糙度系数

第一节岩体结构面粗糙度系数的概念

第三节直边法与修正直边法

第四节粗糙度系数的各向异性研究

一、节理粗糙度系数的各向异性

二、断层粗糙度系数的各向异性

第五节粗糙度系数的尺寸效应研究

二、粗糙度系数尺寸效应的各向异性

第六节JRC分形估测方法的实用性分析

一、粗糙度系数(JRC)与分维数(D)的相关性

二、岩体结构面表面轮廓曲线的自相似性

三、JRC分形估测方法的实用性

第七节典型岩石结构面的粗糙度系数

第四章JRC工程应用研究

第一节岩体结构面力学效应分析

一、结构面力学性质的各质异性效应

二、结构面力学性质的各向异性效应

三、结构面力学性质的尺寸效应

四、结构面力学参数 的非均一性效应

五、结构面法向应力的力学效应

六、结构面充填度的力学效应

第二节小浪底水库风雨沟西侧边坡节理抗剪强度

第三节大溪岭隧道围岩结构面抗剪强度研究

第四节小浪底水库进口高边坡节理抗剪强度研究

第五章结论与展望

参考文献

致谢

博士后期间承担的科研项目

博士后期间发表的学术论文

发表论文复印件

JRC快速测量技术*

岩石质量指标RQD与工程岩体分类*

岩体结构面粗糙度系数的统计估测