yantubbs-岩体结构面抗剪强度参数试验研究
岩石结构面抗剪强度 MTS三轴试验方法研究
荀晓慧１，魏玉峰１，符文熹２，张 斌３
（１．成都理工大学 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，成都 ６１００５９；２．四川大学 水力学及 山区河流保护国家重点实验室，成都 ６１００６５；３．中国华西工程设计建设有限公司，成都 ６１００３１）
摘 要：尝试在电液伺服岩石试验系统（ＭＴＳ）上对无充填岩石节理试件进行三轴试验，该试验方法可利用一个结
长 江 科 学 院 院 报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ
ｄｏｉ：１０．１１９８８／ｃｋｙｙｂ．２０１７１２８４
Ｖｏｌ．３６ Ｎｏ．７ Ｊｕｌ． ２ ０ １ ９
２０１９，３６（７）：９６－９９，１０５
岩石结构面抗剪强度 ＭＴＳ三轴试验方法研究
室自主研究课题（ＳＫＬＧＰ２０１６Ｚ０１６） 作者简介：荀晓慧（１９８０－），女，山西交城人，编辑，硕士，主要从事地质灾害防治工作。Ｅｍａｉｌ：ｘｕｎｘｈ＠ｃｄｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ 通信作者：魏玉峰（１９７９－），男，内蒙古赤峰人，副教授，博士，主要从事地质工程、岩土工程的教学与科研工作。Ｅｍａｉｌ：ｗｅｉｙｕｆｅｎｇ＠ｃｄｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００３１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓｉｍｐｌｅａｎｄｒａｐｉｄｍｅｔｈｏｄｏｆｔｒｉａｘｉａｌｔｅｓｔｏｎｎｏｎｆｉｌｌｅｄｒｏｃｋｓｐｅｃｉｍｅｎｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｉｒｒｅｇｕｌａｒｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｉｔｉｅｓ ｂｙｕｓｉｎｇｒｏｃｋｍｅｃｈａｎｉｃｓｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍ（ＭＴＳ）ｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｍｕｌｔｉｐｌｅｓｈｅａｒｓｔｒｅｎｇｔｈｄａｔａｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙｕｓｉｎｇｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｉｎｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆｏｎｌｙｏｎｅｓｉｎｇｌｅｓｐｅｃｉｍｅｎ．Ｔｈｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙｏｆｐｒｅｐａｒｉｎｇｔｅｓｔｓｐｅｃｉｍｅｎｉｓｏｖｅｒ ｃｏｍｅａｎｄｔｈｅｈｉｇｈｌｙｄｉｓｃｒｅｔｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｃａｎｂｅａｖｏｉｄｅｄ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ａｐｐｒｏａｃｈｅｓｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｌｉｎ ｅａｒＭｏｈｒＣｏｕｌｏｍｂｃｒｉｔｅｒｉｏｎｆｉｔｔｉｎｇ，ｐｏｗｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎｆｉｔｔｉｎｇａｎｄｎｏｎｌｉｎｅａｒＢａｒｔｏｎｅｑｕａｔｉｏｎｆｉｔｔｉｎｇａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｅｓｔｒｅ ｓｕｌｔｓａｒｅｅｘａｍｉｎｅｄａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｐｐｒｏａｃｈｅｓａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｃｏｐｅｏｆｔｈｅｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄｉｓａｌｓｏｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｕｇｇｅｓｔｔｈａｔｐｏｗｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎｆｉｔｔｉｎｇａｎｄｎｏｎｌｉｎｅａｒ ＢａｒｔｏｎｅｑｕａｔｉｏｎｆｉｔｔｉｎｇａｒｅｓｕｐｅｒｉｏｒｔｏＭｏｈｒＣｏｕｌｏｍｂｃｒｉｔｅｒｉｏｎｉｎｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙｏｆｓｈｅａｒｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｊｏｉｎｔ ｅｄｒｏｃｋ．Ｗｈｅｎ０．０１＜σｎｊ／ＪＣＳ＜０．３，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｓｈｅａｒｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｊｏｉｎｔｅｄｒｏｃｋｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｅｔｗｏｆｉｔｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅｒｅｌｉａｂｌｅ；ｗｈｅｎσｎｊ／ＪＣＳ＞０．３，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｉｓｌａｒｇｅｒ．
岩石结构面注浆前后抗剪特性数值分析
岩石结构面注浆前后抗剪特性数值分析吴乐文;赵奎【摘要】岩石结构面力学特性研究一直是岩石力学的热点问题，为研究注浆前后岩石结构面力学特性，利用ANSYS建立了结构面剪切计算模型并导入FLAC3D 进行计算，采用等效参数模拟方法对比分析了3种结构面类型在台阶高宽比为0.5和0.3下结构面的力学特性.结果表明：台阶宽高比不同台阶所表现的破坏规律不同，高宽比大时为剪断破坏，高宽比小时为压切破坏；注浆对提高结构面抗剪强度作用明显.最后，根据试验结果提出了非控制性爬坡角概念.%The researches on the mechanical property of rock structure plane has always been a hot topic .In order to study the mechanical property of rock mass at pre-and-post grouting, a FLAC3D calculation model is constructed based on ANSYS to perform calculation. The mechanical properties of three structural planes and two aspect ratio types are analyzed with aspect ratio are 0.5 and 0.3.The results show that the different step-shaped aspect ratios have the different failure laws, which exhibited shear failure with large aspect ratios and pressure-shear failure with small aspect ratios, and the shearing strength increased markedly after grouting . The concept of uncontrolled climbing angle is put forward according to the results .【期刊名称】《有色金属科学与工程》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】5页(P96-100)【关键词】数值模拟;注浆;结构面;剪切强度【作者】吴乐文;赵奎【作者单位】广西华锡集团股份有限公司，广西柳州 545006;江西理工大学资源与环境工程学院，江西赣州341000【正文语种】中文【中图分类】TD3150 引言许多国内外学者针对控制着工程岩体稳定性的岩体结构面力学特性这一热点问题进行了持续性研究.众所周知，结构面的存在对岩体力学性质有着决定性影响，因此，研究岩体结构面力学性质是非常有意义的.孙广忠教授在文献[1]中归纳了结构面的4种起伏形态分别为平直结构面、台阶状结构面、锯齿状结构面、波状结构面，4种结构面的力学效应是不同的.除了锯齿状结构面，其他3种结构面力学特性的研究已较多，一些学者对岩体结构面锚固特性采用室内试验或理论分析进行了相关研究[2-4].但是对结构面注浆加固前后力学特性的研究还比较少，尤其是采用数值分析方法的研究更少.因此，本文通过3种类型和2种台阶高度结构面剪切模拟试验，对结构面注浆前后抗剪特性进行了分析研究.该研究对揭示其加固机制具有重要的意义.1 试验与计算模型通过ANSYS有限元分析软件建立数值分析模型，再通过转换导入FLAC3D软件中进行分析和计算[5-12].为尽可能得到岩石结构面剪切特性的规律，模型尺寸：长×宽×高为100 mm×100 mm×100 mm.为了模拟结构面，在模型中间设置厚度为2 mm的结构面模拟其注浆前后效果.设置的结构面类型包括1个台阶、2个台阶以及组合（1个台阶与1个锯齿）3种类型，台阶宽度为20 mm，每种类型包括2种台阶高度，分别为10 mm、6 mm，则3种类型结构面模型高宽比分别为0.5和0.3.如图1～图3所示分别为3种结构面模型示意图.图1 1个台阶结构面模型图2 2个台阶结构面模型图3 组合结构面模型边界条件设置为底部固定约束，下半部分模型四周约束水平方向位移，上半部分顶部为自由边界.计算采用Mohr-Coulomb准则，在模型顶部施加法向荷载，上半部分岩石施加水平位移荷载，荷载大小2×10－4 mm/时步.模拟试验中只考虑法向荷载，因为法向荷载远远大于岩石自重，所以计算略去岩石自重[13-15].如表1、表2所示，岩石和结构面参数是根据RMT-150C型岩石力学试验系统对岩石试块进行室内单轴和剪切试验的结果选取.表1 岩石参数选取参数名称内摩擦角弹性模量/GPa参数取值 45.7 0.278 10.0 20.0 15.5/（°）泊松比抗拉强度/MPa 黏结力/MPa表2 结构面参数选取参数名称参数取值未注浆注浆黏结力/MPa 0 15.0弹性模量/MPa 0.02 15.5泊松比 0.000 2 0.027 8抗拉强度/MPa 0.001 1.0内摩擦角 /（°）10.0 40.02 破坏规律分析通过数值计算分析讨论台阶状结构面剪切破坏形式以及规律，探讨台阶数量及结构面形态与抗剪强度关系、施加法向应力大小与抗剪强度关系.由于试验结果图太多，此处只列出图4～图6，分别为试验中高宽比0.5和0.3时，结构面最大、最小主应力云图以及组合剖面塑性云图.本文中所有图示除非特别说明，剪切方向均为从通过分析图4、图5、图6等1个台阶、2个台阶、组合结构面模型剖面的最大主应力、最小主应力以及塑性区云图得到下述研究结果.2.1 台阶高宽比为0.5情况分析1）拉应力区域皆形成于3种结构面的台阶及锯齿下部，拉应力最大处位于底部. 2）结构面上半部分岩石在剪切作用下有往上抬起效应，导致台阶右边下部岩石受到明显压应力作用，台阶右边底角转折处形成压应力集中区域.3）组合类型岩石在剪切作用下锯齿下方和锯齿顶部均表现为拉应力.而压应力较集中区域为锯齿正下方与台阶底部，且在锯齿右面底部达到最大压应力，说明剪切过程上部岩石有往上抬起效应.图4 1个台阶剖面最大主应力云图图5 2个台阶剖面最小主应力云图图6 组合剖面塑性区云图4）由塑性云图6可知，因岩石抗拉强度远远小于岩石抗压强度，导致台阶底部在剪切应力和法向应力的作用下最先表现为拉伸破坏.组合类型模型中锯齿和台阶的底部都已开始出现拉伸破坏，且最大拉应力区域与破坏区域一致，台阶最终因张剪滑移而破坏.2.2 台阶高宽比为0.3情况分析为了对比分析台阶高宽比不同的情况下3种结构面剪切破坏规律，进行了台阶高宽比为0.3时结构面剪切试验.通过分析台阶高宽比为0.3的1个台阶结构面模型剖面的最大主应力、最小主应力以及塑性区云图可知：1）台阶高度降低后，台阶高宽比为0.3时结构面主应力云图与台阶高宽比为0.5时的应力云图规律是一样的.台阶底部受到拉应力作用，拉应力集中区域出现在台2）沿顺剪方向，台阶只在左下部分出现斜向上的拉伸破坏痕迹，表明当台阶高宽比较小时，台阶一般因剪切作用产生压切破坏，且对于2个台阶结构面模型压切破坏同时发生于2个台阶.因此，当台阶高宽比较小时，台阶因剪切作用而产生压切破坏.破坏区域分布与文献[1]分析一致.3）组合结构面模型中拉应力集中区域位于台阶和锯齿的底部，台阶底部受弯矩作用明显，由此可见：高宽比越大，台阶状结构面张性破坏效应越明显.锯齿底部的拉应力明显小于台阶底部的拉应力；锯齿高度降低后，锯齿下部的拉应力集中效应降低了，由此可见：起伏角α越大，结构面张性破坏效应越明显.4）2个台阶结构面与1个台阶结构面模型类似，沿受剪方向，出现于台阶左下角的拉伸破坏区逐步向台阶顶端扩展，最终导致台阶形成压切破坏.锯齿下方拉伸破坏区在左下与右下部位明显.3 法向应力与抗剪强度分析通过对3种类型结构面注浆前后的试验过程监测得到了法向应力为 1 MPa、2 MPa、3 MPa、4 MPa、5 MPa下峰值剪切应力的大小，如表3所示.表3 不同法向应力对应峰值剪切应力/MPa结构面类型注浆情况法向应力1 2 3 4 5 1台阶未注浆 1.821 3.642 5.50 7.291 9.080注浆 2.078 4.024 5.973 7.921 9.870 2台阶未注浆 2.250 4.500 6.280 9.000 11.300注浆 2.515 4.875 7.238 9.601 11.970组合未注浆 1.868 3.740 5.609 7.482 9.352注浆 2.318 4.443 6.572 8.694 10.820通过数值模拟验证了法向应力与结构面抗剪强度的关系特性.通过数值计算结果可知：抗剪强度和法向应力拟合相关系数近似为1.0.结构面抗剪强度随法向应力增大而呈线性增长.4 注浆与未注浆抗剪强度对比依据文献[4]的研究可知，数值模拟中等效参数方法可以模拟结构面注浆效果，因此，通过改变中间层参数模拟注浆效果，结果如图7～图9所示.图7所示为1个台阶结构面注浆与未注浆结构面抗剪强度对比条形图，注浆后结构面抗剪强度在5个等级法向应力下提高幅度明显，分别达到14.11%、10.49%、8.60%、8.64%、8.70%.注浆后强度平均提高了10.11%.图8所示为2个台阶结构面注浆与未注浆结构面抗剪强度对比条形图，注浆后结构面抗剪强度在5个等级法向应力下提高幅度明显，分别为11.78%、8.33%、13.24%、6.68%、5.93%.注浆后强度平均提高了9.19%.图9所示为组合结构面注浆与未注浆抗剪强度对比条形图，注浆后结构面抗剪强度在5个等级法向应力下提高幅度明显，分别为24.09%、7.03%、18.80%、16.20%、15.70%.注浆后强度平均提高了16.35%.图7 1个台阶结构面注浆与未注浆强度对比图8 2个台阶结构面注浆与未注浆强度对比图9 组合结构面注浆与未注浆强度对比通过对图7～图9的分析，进一步确定岩石结构面注浆效果的等效参数模拟方法是可行的.5 结构面强度与几何形态关系表4为5个等级法向应力下1个台阶模型和组合结构面模型抗剪强度大小关系.表4 不同法向应力2种类型结构面抗剪强度比较/MPa结构面类型法向应力1 2 3 4 5 1个台阶 1.821 3.642 5.500 7.291 9.080组合 1.868 3.740 5.609 7.4829.352增长率/% 2.580 2.690 1.980 2.620 2.990由表4可以看出，组合结构面模型相对于1个台阶结构面在增加一个锯齿的情况下，结构面抗剪强度并没有明显的提高，说明大爬坡角对结构面抗剪强度大小起控制作用，定义其为控制性爬坡角；小爬坡角对结构面抗剪强度大小不起控制性作用，定义其为非控制性爬坡角.由表4中结构面抗剪强度增长率可以看出，组合情况下台阶（即爬坡角为90°）结构面模型对结构面抗剪强度起决定性作用，锯齿对抗剪强度影响较小，平均增长率仅为2.57%.由此，结合前文分析，可以提出并得到组合情况下岩石结构面抗剪强度修正公式：式（1）中：ki为非控制性爬坡角因子，以本文中锯齿状结构面模型爬坡角为30°情况下，其非控制性爬坡角因子ki=0.025 7.6 结论在开展室内单轴、剪切试验的基础上，开展了结构面数值模拟试验.通过数值计算，分析了3种类型结构面抗剪力学特性，得出结论如下：1）在剪切试验中，高宽比较大时，结构面一般发生剪断破坏；高宽比较小时，结构面一般发生压切破坏.2）结构面抗剪强度随着法向应力的增加近似呈线性增长.3）通过设置中间层，采用等效参数模拟方法进行结构面注浆模拟试验是可行的.数值模拟结果表明，注浆后结构面抗剪强度得到显著提高，从而在微观上揭示了采用注浆加固岩石结构面的可行性.4）以数值试验为依据提出了非控制性爬坡角因子ki以及组合结构面抗剪强度修正公式.计算出本文中组合结构面的非控制性爬坡角因子为0.025 7.因此，可以推断出同一岩体中结构面抗剪强度大小主要由其中较大的爬坡角控制.参考文献：[1]杜时贵．岩体结构面的工程性质[M]．北京：地震出版社，1999．[2]白红杰，陆文，肖正学，等．岩石结构面抗剪强度方向性模拟研究[J]．矿业研究与开发，2007，10（5）：61－63．[3]林杭，曹平，周正义．FLAC3D模拟全长注浆锚杆的作用效果[J]．岩土力学，2005，26（增刊 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岩石结构面剪切强度研究现状及实验的研究
岩石结构面剪切强度研究现状及实验的研究◎符其山陈辉刘诗桐一、岩体构成及其强度影响因素天然存在的岩体经过多次的地质作用，岩体遭受变形和破坏，形成一定的成分和结构。
岩体内部又有着各式各样的地质界面，它包括物质分异面和不连续面，例如：假整合、不整合、褶皱和断层等。
由于它们形成的成因和特性不同，导致其物理性质也有所差异，我们把这些不同的地质界面统称为结构面（弱面）。
有的岩体通过被结构面切割形成岩块，又被称为结构体。
结构体（岩块）是岩体基本组成部分。
岩石就是由结构面和结构体（岩块）共同组成的。
结构面对岩体的力学性质起着非常关键的控制作用，由于结构面影响着岩体的力学性质以及连续性，大自然中各种自然灾害与结构面有关。
例如：山体崩塌、滑坡、岩爆等。
开展结构面的力学性质研究是评价岩体稳定性的重要因素。
山体的滑坡以及岩爆对人们的生产和生活存在这非常重大的影响，而发生诸多事故的影响因素主要为岩体结构面对岩体强度的影响，所以研究岩石结构面的抗剪切强度以及抗拉强度存在着重要的意义。
在工程中，岩体结构面的破坏主要为剪切破坏，而结构面的抗拉强度几乎可以被忽略，故研究岩体结构面的抗剪特性具有重大意义。
而岩石结构面剪切强度的影响因素也有很多，例如：JRC（岩石结构面粗糙度）、JCS（壁面强度）、法向应力以及结构面充填物等影响因素，而其中较为关键的JRC（结构面的粗糙度），其具有许多性质，二、国内外对岩石结构面剪切强度的研究现状早在1966年国外学者Bardon就提出齿状节理直剪实验，1977年又提出JRC 的概念，归纳了十条标准JRC曲线，从而建立了岩石剪切强度与粗糙度之间的关系。
在此模型基础上，B.I ndraratna在不同法向正应力下，对规则结构面岩体进行直剪实验，证明了法向应力与抗剪切强度的关系。
G.G rasselli（2003）为了力求更真实的结构面粗糙度，通过3D扫描、研究采样方向、采样精度、采样尺寸等评价结果的影响，提出了三维岩体结构面粗糙度评价方法。
岩体结构面抗剪强度参数的取值研究
岩体结构面抗剪强度参数的取值研究作者：菊存全来源：《价值工程》2016年第11期摘要：通过岩体的完整性系数求解粗糙度系数，运用等效处理JRC-JCS模型法、JRC-JCS 模型最小二乘法、JRC-JCS模型力学解法计算比较，三种方法是等效的。
其中JRC-JCS模型最小二乘法更适用于求解岩屑型结构面的等效抗剪强度参数。
通过与实测值比较，采用等效JRC-JCS模型法时，等效抗剪断摩擦系数与试验值很接近，可直接取值；等效抗剪断凝聚力：①对于无充填的硬质结构面，比实测值偏大，②对于无充填的软质结构面，比实测值偏小。
采用等效JRC-JCS模型法时，等效抗剪断凝聚力取值应根据等效JRC-JCS模型法求解的抗剪断摩擦系数应用式（20）计算确定。
采用JRC-JCS模型最小二乘法求解岩屑型结构面的等效抗剪强度参数时，可直接取值。
对于岩屑夹泥型，可根据岩屑含量和含泥量，分别按有软弱黏土充填情况和有岩屑充填情况分别计算，然后按含量百分比加权平均更合理些。
Abstract： When the rock integrity coefficient is used for roughness coefficient， through comparing the three methods of JRC-JCS model， JRC-JCS model and its least-square solution， and mechanics solution based on JRC-JCS model with equivalent processing methods，the three methods are equivalent. JRC-JCS model and its least-square solution is more suitable for solving the equivalent shear strength parameters of cutting type structural plane. By comparison with the measured values，when using the equivalent JRC-JCS model， the equivalent shear friction coefficient is very close to the test value and then the value can be directly used， equivalent shear cohesion：①for the rigid structure plane without filling the surface，is larger than the measured value. ②for the soft structure plane without filling the surface， is smaller than the measured value. When using the equivalent JRC-JCS model， equivalent shear cohesion value should be measured by the formula for caculating the shear friction coefficient based on the equivalent JRC-JCS model. Using JRC-JCS model and its least-square solution for the equivalent shear strength parameters of cutting type structural plane， the value can be directly used. For cuttings intercalated with clay， according to the content of rock debris and clay content， it can be caculated respectively depending on the filling of the soft clay or the cuttings and then weighted average is more reasonable according to the percentage.关键词：JRC—JCS模型；粗糙度系数；抗剪强度参数；基本摩擦角；最小二乘法；力学解法；完整性系数Key words： JRC—JCS model；roughness coefficient；parameters of shear strength；basic friction angle；least-square solution；mechanics solution；integrity coefficient中图分类号：TU452 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）11-0191-040 引言岩体结构面抗剪强度参数的确定，出了现场剪切试验外，目前较常用的是Barton的JRC-JCS模型经验公式、等效JRC-JCS模型之莫尔-库伦准则进行估算，此两种方法中均需要确定基本摩擦角、粗糙度系数JRC、壁岩饱和抗压强度JCS，其中粗糙度系数的确定方法有：①Barton的10个典型粗糙度剖面经验取值；②杜时贵JRC修正直边法；③Barton的JRC直边法简明公式法。
岩体结构面抗剪强度参数取值方法综述
岩体结构面抗剪强度参数取值方法综述引言：岩体结构面的强度是岩体力学特性中的一个重要参数，它对于岩体的稳定性和工程施工具有重要影响。
岩体结构面抗剪强度参数的准确取值是岩体力学研究中的一个重要问题。
本文综述了近年来关于岩体结构面抗剪强度参数取值方法的研究进展和应用情况。
一、传统取值方法1.刚度比法：该方法是通过测量岩体结构面位移和正常应力的变化，计算结构面的刚度比值。
刚度比值的大小与抗剪强度参数有关。
2.负载试验法：该方法是通过进行室内或现场的岩石试验，测量不同应力下岩体结构面的位移和正应力，根据剪切位移与正应力的关系确定抗剪强度参数。
3.断裂力学法：该方法是基于断裂力学理论，通过对岩体结构面断裂机理的研究，推导出抗剪强度参数的计算模型。
以上三种传统的取值方法都存在一定的局限性，例如需要大量的试验数据和经验参数，且结果的准确性受人为因素影响较大。
二、现代取值方法1.数值模拟法：该方法利用计算机仿真的技术手段，建立岩体结构面抗剪强度参数的数值模型，通过不同工况下的数值模拟计算，得到抗剪强度参数。
2.获取实测数据：该方法通过在实际工程中对岩体结构面进行监测，测量结构面的位移和应力等参数，从而直接获取抗剪强度参数。
3.统计学方法：该方法利用大量的岩体结构面力学试验数据，通过统计学方法对数据进行处理，得到抗剪强度参数的统计特征，并进行参数估计。
现代取值方法相较于传统方法具有更高的精度和准确性。
数值模拟法可以通过模拟不同的工程情况，得到更具代表性的抗剪强度参数。
获取实测数据的方法能够真实反映结构面的实际工况和力学特性。
统计学方法则可以通过大量的数据分析，得到更加可靠的参数估计结果。
与此同时，近年来还出现了一些基于机器学习和深度学习的方法，通过利用大量的数据训练模型，得到更精准的抗剪强度参数预测结果。
这些方法在理论和实际应用中都取得了一定的成功。
结论：岩体结构面抗剪强度参数取值方法多种多样，传统方法和现代方法各有特点。
公路岩体软弱结构面抗剪强度参数试验研究
陷、 路基 失稳 或不 均匀 沉降 等 ， 因此工 程 处理措 施 复 杂多样 ， 高 边坡 加 固 、 隧 道 、 桥 梁 等 。本 如 开 架
文研 究 的 目的是为 工程 建设 提供 计算 参数 。
１ 工程 地质概 况
本 区在大 地构 造上 位 于 扬 子 准地 台 （ 级 ） Ｉ 上 扬 子 台褶 带 （Ｉ ） 鄂西 褶 断 区 （Ｉ 级 ） Ｉ级 中 ＩＩ 。鄂 西 褶 断 区分 为五个 Ⅳ级 构 造 单 元 ， 区属 ＝ 其 中 的 测 于 ：
凝 土保 护罩 ， 同时预 留 １ １ ５ｃ 的剪 切缝 。法 ～ ． ｍ
向应 力采 用 ５ｔ 斤 顶 配标 准 压力 表 逐 级 施 加 ， 千 在施 压过 程 中保 持 法 向应 力 不 变 ， 使 法 向应力 并 和 剪应力 作 用点通 过试体 中心 。水平 剪应 力也采
用 ５ｔ 斤顶 配 标 准 压 力 表 ， ８ １ 千 分 ～ ２级 施 加 剪 应力 ， 剪切 速 率 以时间 为控 制 因素 ， 隔 ５ｍｉ 每 ｎ读
０ ５９ Ｍ Ｐａ。 ．
路基工 程 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ质条 件 相对 较 好 ， 而嘉 陵 江 组 （ 。 地 Ｔｉ ）
层 段路 基 工程 地 质 条 件 总 体 较 差 。 因此 ， 次 试 本
收 稿 日期 ：ｏ 卜０ —３ ２ １ ９１
王保 平 ： 路 岩 体 软 弱 结 构 面抗 剪强 度 参 数 试 验 研 究 公
核实 际剪 切 面积 ， 据 实测 面 积反 算 相应 的法 向 根 应 力 和水平 剪应 力 ， 最后 ， 据 图解 法求 得软 弱结 根 构 面 的重要 抗剪 参数 ｃ ｆ值 。实验 点 的 ６ 试件 、 个 正 应力 分 别 采 用 ０ １ 、 ． ９ ０ ２ 、 ． ６ ０ ２ ． ７ ０ １ 、 ． ９ ０ ３ 、 ．５ 、
岩体结构面抗剪强度估算方法研究进展
" #$%%&’ 剪胀公式
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作者简介： 杜时贵 （!=>"1 ） 男， ， 浙江东阳人， 博士， 教授， 主要从事岩土工程研究。 万方数据
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金华职业技术学院学报
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者说发生剪胀。因而， 式 （! ） 又称 "#$$%& 剪胀公式， 这种剪 胀 在 实 际 岩 体 结 构 面 的 剪 切 行 为 中 起 着 非 常重要的作用。 在 提 出 "#$$%& 剪 胀 公 式 以 后 ， "#$$%& 用 大 量 的 规则锯齿模型岩体结构面的直剪试验加以了验证， 同时在实际岩质边坡的稳定性研究中进行了应用。 他用不 稳 定 的 石 灰 岩 边 坡 的 层 面 迹 线 照 片 测 量 了 其起伏角 ! 的平均值，分析发现层面迹线起伏度越 大， 则边坡的倾角也越大， 而且， 层面迹线的倾角近 似的等于起伏角和基本摩擦角之和。显然这是因为 在起伏度较小的结构面上， 边坡无法保持大角度的 倾角的原因。 （!） 是在较 低 的 应 力 状 态 下 得 "#$$%& 剪胀公式 到的 （’(’)*! + ,-. *’(/） ， 事实上， 可以认为， 在较低 有效正应力下， 结构面上的粗糙起伏的凸起体无法
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金华职业技术学院学报
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岩体结构面抗剪强度估算方法研究进展
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砂岩结构面抗剪强度参数研究
砂岩结构面抗剪强度参数研究
砂岩是一种常见的沉积岩石，其自然界中的结构面会对其力学性质产生重要影响。
研究砂岩结构面的抗剪强度参数有助于理解砂岩岩体的力学行为，并为工程设计提供参考。
砂岩中的结构面可以分为两类：裂缝和节理。
裂缝是砂岩中的断裂表面，通常由岩石内部的应力产生的拉伸作用引起。
节理是砂岩中的平行或近平行的结构面，通常是在沉积过程中形成的。
研究砂岩结构面的抗剪强度参数可以通过实验室试验和数值模拟两种方法进行。
实验室试验可以使用剪切盒或剪切试验机对砂岩结构面进行剪切试验。
试验过程中可以测量结构面的正常强度和剪切强度。
正常强度指结构面上应变正向的抵抗正应力的能力，剪切强度指结构面上应变水平的抵抗切应力的能力。
通过不同试验条件下的试验结果，可以得到砂岩结构面的抗剪强度参数。
数值模拟可以利用离散元法和有限元法等方法对砂岩结构面进行模拟。
通过输入砂岩的物理力学参数和结构面的几何参数，可以计算出结构面的应变和应力分布。
通过调整输入参数，可以得到不同条件下的砂岩结构面的抗剪强度参数。
研究砂岩结构面的抗剪强度参数对于理解砂岩的力学行为和岩层稳定性具有重要意义。
在工程设计中，可以根据结构面的抗剪强度参数来评估砂岩的稳定性，并采取相应的支护措施。