基于多重分形特征的岩体结构面剪切强度研究
Barton剪切强度模型是目前工程实践中普遍采用的强度公式,而实践应用时,该模型中结构面粗糙性系数(JRC)的评估存在主观性和片面性的缺点.鉴于此,应用多重分形理论,提出了采用多重分形参数准确量化JRC的方法.首先应用数字图像处理技术获取了结构面三维形貌数据信息;然后采用投影覆盖法进行了结构面的分形维数计算,重点对结构面的多重分形特征进行了分析,通过对比分析了构造的15个结构面的多重分形特征值.结果表明:结构面越粗糙,多重分形特征参数ΔD(q)和Δa(q)值越大,ΔD(q)或Δa(q)能够很好地描述结构面的形貌特征.最后对9组石膏试件进行了剪切试验,通过不同正应力下对应的剪应力数据分析,结合结构面形貌多重分形参数ΔD(q)或Δa(q),以Barton剪切强度公式为基础,应用最小二乘法原理,给出了JRC与ΔD(q)及JRC与Δa(q)关系.这样在工程实际中,可以用参数ΔD(q)或Δa(q)对JRC进行估算,克服了JRC人为估值主观性及采用二维标准轮廓线评估片面性的缺点,为准确评估结构面粗糙度提供了一条新的途径.在此基础上,应用Barton模型可准确估算岩体结构面的剪切强度.
结构面、剪切强度、多重分形、数字图像处理技术
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TU452(土力学、地基基础工程)
国家自然科学基金资助项目No.51222401,No.51374049,No.51304037;教育部科学技术研究重点项目No.113019A;中央高校基本科研业务费资助No.N110201001,No.N120101001;中国-南非联合研究计划项目No.2012DFG71060/CS06-L01;教育部博士点基金资助课题No.20110042110035:内蒙古教育厅基金项目No.NJZY13138.
2015-05-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
703-710,718
