不同锯齿高度对软弱结构面剪切特性的影响 - 中南大学学报.PDF

第 48 卷第 5 期 中南大学学报( 自然科学版) Vol.48 No.5 2017 年 5 月 Journal of Central South University (Science and Technology) May 2017 DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2017.05.024 不同锯齿高度对软弱结构面剪切特性的影响 唐雯钰1，林杭1, 2 (1. 中南大学 资源与安全工程学院，湖南 长沙，410083； 2. 中国矿业大学 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏 徐州，221116) 摘要：为分析不同法向应力与锯齿高度情况下软弱结构面的剪切行为，通过数值方法建立不同锯齿高度情况下的 结构面计算模型，模拟在不同法向应力情况下的直剪试验，探讨结构面抗剪强度峰值前后的应力应变关系。建立 剪胀角α 与锯齿高度 h 之间的线性关系表达式。研究结果表明：随着锯齿高度增大，峰值抗剪强度对应的位移逐 渐增大；应变软化阶段应力下降的速率呈先减小后增大的趋势，当锯齿高度与夹层厚度相同时达到最小值；峰值 抗剪强度与残余抗剪强度均随锯齿高度的增大而呈线性增大，当锯齿高度达到一定值后，残余强度不发生变化； 当锯齿高度较大如 80 mm 时，结构面法向应力与抗剪强度之间呈现显著的线性关系，而当锯齿高度较小时，两者 之间的关系表现出一定的非线性特征，并且此时对应较小法向应力的剪切强度基本相同；随着法向应力增大，应 变软化阶段应力下降的速率不断减小，残余强度与峰值强度的比值呈先增大后减小的趋势，最大值为 0.961 4 。 关键词：锯齿高度；软弱结构面；剪切特性；残余强度 中图分类号：TU452 文献标志码：A 文章编号：1672−7207(2017)05−1300−08 Influence of dentate discontinuity height on shear properties of soft structure plane TANG Wenyu1, LIN Hang1, 2 (1. School of Resources Safety Engineering, Central South University, Changsha 410083, China; 2. State Key Laboratory for GeoMechanics and Deep Underground Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China) Abstract: In order to study the shear behavior of soft structure plane in different normal stresses and dentate discontinuity heights, a series of structure plane calculation models with different dentate discontinuity height were established with numerical method and were used to simulate the direct shear test under dif