专利名称：非均一性结构面抗剪强度取值方法
技术领域：
本发明涉及非均一性结构面抗剪强度取值方法，适用于根据直剪试验抗剪强度确定具有抗剪强度非均一性的岩体结构面抗剪强度的场合。
背景技术：
在本发明作出之前，目前尚没有非均一性结构面抗剪强度取值方法。岩体结构面抗剪强度具有非均一性特征，导致直剪试验结果离散性大、直剪试验结果不能直接利用等缺点，任意选取结构面试样进行直剪试验得到的抗剪强度值并不能客观地代表原位岩体结构面的抗剪强度值，由于没有非均一性结构面抗剪强度取值方法，无法根据结构面试样的直剪试验结果，客观求取原位岩体结构面的抗剪强度值。
分析JRC-JCS模型 可知，对于特定环境的具体岩体结构面而言，法向应力(σn)、壁岩强度(JCS)和残余摩擦角(r)都是确定的值，唯有粗糙度系数(JRC)具有非均一性，并造成了结构面抗剪强度的非均一性。因此，可以由直剪试验试样的结构面粗糙度系数定向统计值与原位岩体的结构面粗糙度系数定向统计值的关系来建立非均一性结构面抗剪强度取值方法。

发明内容本发明的目的是解决由于没有非均一性结构面抗剪强度取值方法，而无法根据直剪试验抗剪强度确定原位岩体结构面抗剪强度的缺点，提供一种原理简单，操作方便，成本低廉，使用效果好，便于确定具非均一性的原位岩体结构面抗剪强度的方法。
为此，本发明采用以下技术方案一种非均一性结构面抗剪强度取值方法，包含以下顺序步骤(1)在选取的结构面试样上标定试验方向，使结构面试样和原位岩体结构面的粗糙度系数测量方向保持一致；(2)根据确定的试验方向，对结构面试样进行粗糙度系数定向统计测量，求得第i个试样的粗糙度系数特征值JRC0i；(3)在原位岩体结构面上，沿标定的方向，按照结构面试样的长度均匀地布置不少于30条的测量线段，进行粗糙度系数的定向统计测量，求得试样尺寸的原位岩体结构面粗糙度系数特征值JRC0*；(4)分别代入JRC-JCS模型，得 求解得到τi*-τi模型，即 式中，JRC0i为第i个试样结构面粗糙度系数定向统计值，τi为第i个试样的结构面直剪试验抗剪强度，JRC0*为试样尺寸的原位岩体结构面粗糙度系数特征值，τi*为根据第i个试样直剪试验抗剪强度换算的试样尺寸的原位岩体结构面抗剪强度，σn为结构面的法向应力、JCS为试样尺寸结构面的壁岩强度，r为结构面残余摩擦角；(5)最后由公式τ*=Σi=1Nτi*N---(5),]]>即可求得试样尺寸的原位岩体结构面抗剪强度τ*，式中，N为直剪试验的试样个数。
采用本发明具有以下优点本发明与现有技术相比，非均一性结构面抗剪强度取值方法原理简单，操作方便，成本低廉，使用效果好，便于根据直剪试验结果求取具有抗剪强度非均一性的试样尺寸的结构面抗剪强度，具有较大的实施价值和社会经济效益。
具体实施方式
表1列出了天荒坪抽水蓄能电站花岗岩NW组节理五个10cm×10cm直剪试验样沿试验方向上、下盘16条轮廓曲线的粗糙度系数统计值(JRC10i)和直剪试验抗剪强度值(τi)，野外花岗岩NW组节理沿相同方向78条取样长度为10cm的轮廓曲线粗糙度系数统计值JRC10*＝6.55。将表1参数代入公式(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组节理抗剪强度为1.1496MPa。
表1 NW组节理抗剪强度计算参数
权利要求
1.一种非均一性结构面抗剪强度取值方法，其特征在于包含以下顺序步骤(1)在选取的结构面试样上标定试验方向，使结构面试样和原位岩体结构面的粗糙度系数测量方向保持一致；(2)根据确定的试验方向，对结构面试样进行粗糙度系数定向统计测量，求得第i个试样的粗糙度系数特征值JRC0i；(3)在原位岩体结构面上，沿标定的方向，按照结构面试样的长度均匀地布置不少于30条的测量线段，进行粗糙度系数的定向统计测量，求得试样尺寸的原位岩体结构面粗糙度系数特征值JRC0*；(4)分别代入JRC-JCS模型，得 求解得到τi*-τi模型，即 式中，JRC0i为第i个试样结构面粗糙度系数定向统计值，τi为第i个试样的结构面直剪试验抗剪强度，JRC0*为试样尺寸的原位岩体结构面粗糙度系数特征值，τi*为根据第i个试样直剪试验抗剪强度换算的试样尺寸的原位岩体结构面抗剪强度，σn为结构面的法向应力、JCS为试样尺寸结构面的壁岩强度，r为结构面残余摩擦角；(5)最后由公式τ*=Σi=1Nτi*N,]]>即可求得试样尺寸的原位岩体结构面抗剪强度τ*，式中，N为直剪试验的试样个数。
全文摘要
本发明涉及一种非均一性结构面抗剪强度取值方法，包含以下顺序步骤在选取的结构面试样上标定试验方向，使结构面试样和原位岩体结构面的粗糙度系数测量方向保持一致；根据确定的试验方向，对结构面试样进行粗糙度系数定向统计测量，求得第i个试样的粗糙度系数特征值JRC
文档编号G01N3/24GK1815184SQ20061004959
公开日2006年8月9日 申请日期2006年2月24日 优先权日2006年2月24日
发明者杜时贵, 胡晓飞 申请人:浙江建设职业技术学院