非均一性結構面抗剪強度取值方法
2023-10-06 19:48:34
專利名稱：非均一性結構面抗剪強度取值方法
技術領域：
本發明涉及非均一性結構面抗剪強度取值方法，適用於根據直剪試驗抗剪強度確定具有抗剪強度非均一性的巖體結構面抗剪強度的場合。
背景技術：
在本發明作出之前，目前尚沒有非均一性結構面抗剪強度取值方法。巖體結構面抗剪強度具有非均一性特徵，導致直剪試驗結果離散性大、直剪試驗結果不能直接利用等缺點，任意選取結構面試樣進行直剪試驗得到的抗剪強度值並不能客觀地代表原位巖體結構面的抗剪強度值，由於沒有非均一性結構面抗剪強度取值方法，無法根據結構面試樣的直剪試驗結果，客觀求取原位巖體結構面的抗剪強度值。
分析JRC-JCS模型 可知，對於特定環境的具體巖體結構面而言，法向應力(σn)、壁巖強度(JCS)和殘餘摩擦角(r)都是確定的值，唯有粗糙度係數(JRC)具有非均一性，並造成了結構面抗剪強度的非均一性。因此，可以由直剪試驗試樣的結構面粗糙度係數定向統計值與原位巖體的結構面粗糙度係數定向統計值的關係來建立非均一性結構面抗剪強度取值方法。
發明內容本發明的目的是解決由於沒有非均一性結構面抗剪強度取值方法，而無法根據直剪試驗抗剪強度確定原位巖體結構面抗剪強度的缺點，提供一種原理簡單，操作方便，成本低廉，使用效果好，便於確定具非均一性的原位巖體結構面抗剪強度的方法。
為此，本發明採用以下技術方案一種非均一性結構面抗剪強度取值方法，包含以下順序步驟(1)在選取的結構面試樣上標定試驗方向，使結構面試樣和原位巖體結構面的粗糙度係數測量方向保持一致；(2)根據確定的試驗方向，對結構面試樣進行粗糙度係數定向統計測量，求得第i個試樣的粗糙度係數特徵值JRC0i；(3)在原位巖體結構面上，沿標定的方向，按照結構面試樣的長度均勻地布置不少於30條的測量線段，進行粗糙度係數的定向統計測量，求得試樣尺寸的原位巖體結構面粗糙度係數特徵值JRC0*；(4)分別代入JRC-JCS模型，得 求解得到τi*-τi模型，即 式中，JRC0i為第i個試樣結構面粗糙度係數定向統計值，τi為第i個試樣的結構面直剪試驗抗剪強度，JRC0*為試樣尺寸的原位巖體結構面粗糙度係數特徵值，τi*為根據第i個試樣直剪試驗抗剪強度換算的試樣尺寸的原位巖體結構面抗剪強度，σn為結構面的法向應力、JCS為試樣尺寸結構面的壁巖強度，r為結構面殘餘摩擦角；(5)最後由公式*=i=1Ni*N---(5),]]>即可求得試樣尺寸的原位巖體結構面抗剪強度τ*，式中，N為直剪試驗的試樣個數。
採用本發明具有以下優點本發明與現有技術相比，非均一性結構面抗剪強度取值方法原理簡單，操作方便，成本低廉，使用效果好，便於根據直剪試驗結果求取具有抗剪強度非均一性的試樣尺寸的結構面抗剪強度，具有較大的實施價值和社會經濟效益。
具體實施方式
表1列出了天荒坪抽水蓄能電站花崗巖NW組節理五個10cm×10cm直剪試驗樣沿試驗方向上、下盤16條輪廓曲線的粗糙度係數統計值(JRC10i)和直剪試驗抗剪強度值(τi)，野外花崗巖NW組節理沿相同方向78條取樣長度為10cm的輪廓曲線粗糙度係數統計值JRC10*＝6.55。將表1參數代入公式(4)得τ1*＝1.2922、τ2*＝1.1927、τ3*＝1.1308、τ4*＝1.0868、τ5*＝1.0457，由公式(5)可得τ*＝1.1496，即尺寸10cm×10cm的NW組節理抗剪強度為1.1496MPa。
表1 NW組節理抗剪強度計算參數
權利要求
1.一種非均一性結構面抗剪強度取值方法，其特徵在於包含以下順序步驟(1)在選取的結構面試樣上標定試驗方向，使結構面試樣和原位巖體結構面的粗糙度係數測量方向保持一致；(2)根據確定的試驗方向，對結構面試樣進行粗糙度係數定向統計測量，求得第i個試樣的粗糙度係數特徵值JRC0i；(3)在原位巖體結構面上，沿標定的方向，按照結構面試樣的長度均勻地布置不少於30條的測量線段，進行粗糙度係數的定向統計測量，求得試樣尺寸的原位巖體結構面粗糙度係數特徵值JRC0*；(4)分別代入JRC-JCS模型，得 求解得到τi*-τi模型，即 式中，JRC0i為第i個試樣結構面粗糙度係數定向統計值，τi為第i個試樣的結構面直剪試驗抗剪強度，JRC0*為試樣尺寸的原位巖體結構面粗糙度係數特徵值，τi*為根據第i個試樣直剪試驗抗剪強度換算的試樣尺寸的原位巖體結構面抗剪強度，σn為結構面的法向應力、JCS為試樣尺寸結構面的壁巖強度，r為結構面殘餘摩擦角；(5)最後由公式*=i=1Ni*N,]]>即可求得試樣尺寸的原位巖體結構面抗剪強度τ*，式中，N為直剪試驗的試樣個數。
全文摘要
本發明涉及一種非均一性結構面抗剪強度取值方法，包含以下順序步驟在選取的結構面試樣上標定試驗方向，使結構面試樣和原位巖體結構面的粗糙度係數測量方向保持一致；根據確定的試驗方向，對結構面試樣進行粗糙度係數定向統計測量，求得第i個試樣的粗糙度係數特徵值JRC
文檔編號G01N3/24GK1815184SQ20061004959
公開日2006年8月9日 申請日期2006年2月24日 優先權日2006年2月24日
發明者杜時貴, 胡曉飛 申請人:浙江建設職業技術學院