【摘要】：在介紹JAW-1000型巖石單節(jié)理剪切-滲流耦合試驗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和各項功能的基礎(chǔ)上,應(yīng)用該系統(tǒng)對4組花崗巖節(jié)理試件進行了常法向荷載和常法向剛度2種條件下的剪切-滲流耦合試驗,分析花崗巖節(jié)理剪切過程中的剪切應(yīng)力、法向位移及水力開度的變化規(guī)律。結(jié)果表明,花崗巖節(jié)理的剪切應(yīng)力、法向位移及水力開度均呈現(xiàn)2個階段的變化規(guī)律;隨著剪切次數(shù)的增加,節(jié)理面的峰值剪切應(yīng)力及殘余值降低,剪脹點延遲,節(jié)理面的初始水力開度顯著提高,法向位移和水力開度變化曲線逐漸趨于平緩。
【圖文】：

統(tǒng)的研制，并進行了試驗驗證;KOYAMAT［16］等采用改進的剪切-滲流耦合試驗儀進行了可視化試驗。因節(jié)理面剪切過程中剪切盒封水的技術(shù)難度較大，以上研究存在試驗中施加滲透水壓小，與真實的滲流情況存在偏差等問題。為此，本文采用JAW-1000試驗系統(tǒng)，對4組花崗巖節(jié)理試件進行了常法向荷載和常法向剛度2種條件下的剪切-滲流耦合試驗，研究花崗巖節(jié)理在多次剪切過程中的剪切應(yīng)力、法向位移及水力開度的變化規(guī)律。1JAW-1000型試驗系統(tǒng)介紹1.1主要功能試驗所用儀器為JAW-1000型巖石單節(jié)理剪切-滲流耦合試驗機(見圖1)。該儀器主要用于巖石節(jié)理在不同邊界條件下常規(guī)剪切試驗及剪切過程中的節(jié)理滲透性試驗研究。試驗系統(tǒng)主要采用常法向應(yīng)力和常法向剛度控制2種邊界條件，可進行2種邊界條件下的節(jié)理常規(guī)(循環(huán))剪切試驗、節(jié)理在穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)滲透水壓下的滲流試驗、循環(huán)法向應(yīng)力-滲流耦合試驗及循環(huán)剪切應(yīng)力-滲流耦合試驗。同時，還可進行巖石節(jié)理的剪切流變試驗等。1.2各部分組成試驗系統(tǒng)整機主要由以下幾部分組成:法向力、圖1剪切-滲流耦合試驗系統(tǒng)切向力加載系統(tǒng)，法向、切向蠕變控制系統(tǒng)，滲透水壓加載系統(tǒng)，密封剪切盒及計算機系統(tǒng)組成。試驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖2。試驗機的各項加載系統(tǒng)均采用閉環(huán)控制和伺服控制。圖2試驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.3剪切盒的封水原理剪切盒內(nèi)部尺寸分別為200mm(水滲透方向)×100mm(滲透寬度)×100(高度)mm�？紤]到剪切盒分上、下2個部分時，剪切過程中垂直于滲流方向的封水難度較大，故本套試驗系統(tǒng)剪切盒為一整體結(jié)構(gòu)。剪切盒底板、側(cè)板及盒體均由鋼板制成，內(nèi)部由剪切體、密封圈和墊塊組成。進水口上刀體中的進水孔用以向節(jié)理試件剪切面滲水，下刀體中的出水孔用以排出滲入節(jié)理試件剪切面中的水。剪?

理在不同邊界條件下常規(guī)剪切試驗及剪切過程中的節(jié)理滲透性試驗研究。試驗系統(tǒng)主要采用常法向應(yīng)力和常法向剛度控制2種邊界條件，可進行2種邊界條件下的節(jié)理常規(guī)(循環(huán))剪切試驗、節(jié)理在穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)滲透水壓下的滲流試驗、循環(huán)法向應(yīng)力-滲流耦合試驗及循環(huán)剪切應(yīng)力-滲流耦合試驗。同時，還可進行巖石節(jié)理的剪切流變試驗等。1.2各部分組成試驗系統(tǒng)整機主要由以下幾部分組成:法向力、圖1剪切-滲流耦合試驗系統(tǒng)切向力加載系統(tǒng)，法向、切向蠕變控制系統(tǒng)，滲透水壓加載系統(tǒng)，密封剪切盒及計算機系統(tǒng)組成。試驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖2。試驗機的各項加載系統(tǒng)均采用閉環(huán)控制和伺服控制。圖2試驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.3剪切盒的封水原理剪切盒內(nèi)部尺寸分別為200mm(水滲透方向)×100mm(滲透寬度)×100(高度)mm�？紤]到剪切盒分上、下2個部分時，剪切過程中垂直于滲流方向的封水難度較大，故本套試驗系統(tǒng)剪切盒為一整體結(jié)構(gòu)。剪切盒底板、側(cè)板及盒體均由鋼板制成，內(nèi)部由剪切體、密封圈和墊塊組成。進水口上刀體中的進水孔用以向節(jié)理試件剪切面滲水，下刀體中的出水孔用以排出滲入節(jié)理試件剪切面中的水。剪切盒內(nèi)部的封水系統(tǒng)主要采用進、出水口的橡膠墊塊及剪切盒側(cè)板的密封圈實現(xiàn)。進、出水口的橡膠墊塊可以防止進、出水口的水向外滲漏，側(cè)向密封圈是為了保持水不從垂直于剪切方向的側(cè)面流出。因聚氨脂橡膠具有既軟又硬、摩擦小等特點，，墊塊及
【作者單位】： 水能資源利用關(guān)鍵技術(shù)湖南省重點實驗室;中國電建集團中南勘測設(shè)計研究院有限公司;武漢大學水資源與水電工程科學國家重點實驗室;
【分類號】：TU45

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本文編號：2542915