本文關(guān)鍵詞：基于多重分形特征的巖體結(jié)構(gòu)面剪切強(qiáng)度研究

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【摘要】：Barton剪切強(qiáng)度模型是目前工程實(shí)踐中普遍采用的強(qiáng)度公式,而實(shí)踐應(yīng)用時(shí),該模型中結(jié)構(gòu)面粗糙性系數(shù)(JRC)的評(píng)估存在主觀性和片面性的缺點(diǎn)。鑒于此,應(yīng)用多重分形理論,提出了采用多重分形參數(shù)準(zhǔn)確量化JRC的方法。首先應(yīng)用數(shù)字圖像處理技術(shù)獲取了結(jié)構(gòu)面三維形貌數(shù)據(jù)信息;然后采用投影覆蓋法進(jìn)行了結(jié)構(gòu)面的分形維數(shù)計(jì)算,重點(diǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)面的多重分形特征進(jìn)行了分析,通過對(duì)比分析了構(gòu)造的15個(gè)結(jié)構(gòu)面的多重分形特征值。結(jié)果表明:結(jié)構(gòu)面越粗糙,多重分形特征參數(shù)△D(q)和△a(q)值越大,△D(q)或△a(q)能夠很好地描述結(jié)構(gòu)面的形貌特征。最后對(duì)9組石膏試件進(jìn)行了剪切試驗(yàn),通過不同正應(yīng)力下對(duì)應(yīng)的剪應(yīng)力數(shù)據(jù)分析,結(jié)合結(jié)構(gòu)面形貌多重分形參數(shù)△D(q)或△a(q),以Barton剪切強(qiáng)度公式為基礎(chǔ),應(yīng)用最小二乘法原理,給出了JRC與△D(q)及JRC與△a(q)關(guān)系。這樣在工程實(shí)際中,可以用參數(shù)△D(q)或△a(q)對(duì)JRC進(jìn)行估算,克服了JRC人為估值主觀性及采用二維標(biāo)準(zhǔn)輪廓線評(píng)估片面性的缺點(diǎn),為準(zhǔn)確評(píng)估結(jié)構(gòu)面粗糙度提供了一條新的途徑。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用Barton模型可準(zhǔn)確估算巖體結(jié)構(gòu)面的剪切強(qiáng)度。
【作者單位】： 東北大學(xué)深部金屬礦山安全開采教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)研究院;
【關(guān)鍵詞】： 結(jié)構(gòu)面 剪切強(qiáng)度 多重分形 數(shù)字圖像處理技術(shù)
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.51222401,No.51374049,No.51304037) 教育部科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(No.113019A) 中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)資助(No.N110201001,No.N120101001) 中國(guó)-南非聯(lián)合研究計(jì)劃項(xiàng)目(No.2012DFG71060/CS06-L01) 教育部博士點(diǎn)基金資助課題(No.20110042110035) 內(nèi)蒙古教育廳基金項(xiàng)目(No.NJZY13138)
【分類號(hào)】：TU45
【正文快照】： 1引言巖體結(jié)構(gòu)面剪切強(qiáng)度研究一直是巖石力學(xué)界探討的熱點(diǎn)課題。到目前為止,已提出較有影響的剪切強(qiáng)度模型不下十余種。典型的如Patton[1]雙線性強(qiáng)度模型,Jaeger[2]剪斷效應(yīng)模型,Ladanyi和Archambault[3]剪脹、剪斷效應(yīng)模型,Barton和Choubey[4]JRC-JCS剪切強(qiáng)度模型,考慮三維效

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本文編號(hào)：746307