【摘 要】
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节理为岩体中渗流的主要通道,是影响边坡、大坝和地下洞室渗流预测和控制的主要因素,根据立方定律岩体过水量受内部的隙宽影响,因此研究岩石节理的在剪切过程中的隙宽变化,即剪胀特性可为后续岩体工程的稳定性以及渗流特性提供基础。同时由于风化、侵蚀等物理作用和剪切错动的影响,在岩体节理内部产生一定厚度的充填物形成充填节理,其中薄层充填节理因充填介质厚度较小,剪胀特性受到边界条件、岩石节理与充填介质等多因素的共
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节理为岩体中渗流的主要通道,是影响边坡、大坝和地下洞室渗流预测和控制的主要因素,根据立方定律岩体过水量受内部的隙宽影响,因此研究岩石节理的在剪切过程中的隙宽变化,即剪胀特性可为后续岩体工程的稳定性以及渗流特性提供基础。同时由于风化、侵蚀等物理作用和剪切错动的影响,在岩体节理内部产生一定厚度的充填物形成充填节理,其中薄层充填节理因充填介质厚度较小,剪胀特性受到边界条件、岩石节理与充填介质等多因素的共同影响,力学机制较为特殊。因此本文制备了具有Barton标准节理剖面线形貌特征和五种不同充填度的薄层充填岩石节理试件,通过室内直剪试验与数值模拟试验,研究薄层充填岩石节理的剪胀特性,主要研究成果如下:（1）通过室内直剪试验发现:除了粗糙度较大的薄层充填岩石节理,当充填度较低时在剪切过程中由于节理面破坏大导致剪胀位移较小,薄层充填岩石节理的峰值抗剪强度与峰值剪胀角的发展规律基本相似,随着充填度以及法向应力的增大而减少,随着节理面粗糙度的增大而增大;（2）数值模拟试验从细观角度研究发现:薄层充填岩石节理的裂隙主要由拉应力造成,其岩壁与充填颗粒的接触力随着剪切位移的增加而逐渐减少;随着充填度的增加,薄层充填岩石节理内部由于错动造成的空隙逐渐减少,对于岩石节理剪切特性的影响也逐渐减少,边界效应逐渐减少;（3）综合分析充填度、法向应力以及节理面粗糙对于薄层充填岩石节理法向位移变化特征的综合作用,得出薄层充填岩石节理的剪胀基本判定;并基于Barton非充填岩石节理峰值剪胀角,考虑到充填介质对于岩石节理面粗糙度的弱化作用,得到考虑充填介质影响的薄层充填岩石节理峰值剪胀角经验公式,并以室内试验结果证明其公式合理可行。
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