【摘要】 在本研究中,我们设计并实施了一项试验,旨在量化水库反复升降对节理岩体性质的影响。
天然岩体通常具有大量微观或宏观缺陷,如节理裂隙。在地应力的作用下,这些节理裂隙受到挤压、剪切等荷载作用,节理面成为应力释放或集中的关键区域。节理面特性通常控制着整个岩体结构的稳定性。
与完整的岩石本身相比,节理裂隙网络具有很强的渗透性,可以控制地下水的迁移方向,水分子的渗入和流出导致岩石力学参数发生不希望的变化。此外,它们还逐渐改变岩石微观结构,促进节理裂隙的发展和新节理裂隙的产生。
研究表明,许多岩体工程项目缺陷,如边坡和坝基失稳,都是由结构面的破坏引起的,而且90%以上的边坡破坏都与水有关。干湿循环条件下节理表面微观形貌的变化直接影响节理岩体的力学性质,进而影响水库岸坡的变形稳定性。
在本研究中,我们设计并实施了一项试验,旨在量化水库反复升降对节理岩体性质的影响。研究结果如下:
第一,在反复干湿循环下,节理表面的粗糙度、局部坡度和起伏度逐渐减小。此外,高度参数和纹理参数呈现先急剧下降后缓慢下降的趋势。在前5次干湿循环中,劣化尤为明显。
第二,干湿循环作用下,节理面的粗糙系数、面墙的抗压强度和基本摩擦角逐渐减小。节理岩体的抗剪强度(通过定量和实验获得)显示出恶化趋势,这是由微观形态、面板强度和节理表面摩擦特性的恶化所控制的。
最后,干湿循环过程决定了结合面微观结构参数和力学性能的变化趋势[1]。
[1] Jingcheng Fang, Huafeng Deng, Yu Qi, Yao Xiao, Hengbin Zhang, Jianlin Li, "Analysis of Changes in the Micromorphology of Sandstone Joint Surface under Dry-Wet Cycling", Advances in Materials Science and Engineering. 2019, 2019:11.
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