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      科研進展

      武漢巖土所硬巖結構面與破裂面剪切實驗技術取得進展

      發表日期:2021-03-15來源:武漢巖土力學研究所放大 縮小

        巖體包含了層面、節理等原生不連續面和工程開挖活動誘發的破裂面,其強度和穩定性很大程度受巖體不連續面制約(谷德振 1979;王思敬 2009)。為此,N. R. Barton 在第12屆國際巖石力學大會上再次強調:“The deformation resistance of the material bridges takes effect at much smaller deformations than the joint friction”??梢?,巖體自然結構面和破裂面的剪切強度特性及剪切變形過程中的磨損機制是工程巖體穩定性分析的關鍵和基礎。

        為此,武漢巖土所江權等研究人員重點開展了3方面的研究工作:(1)提出了基于“3S掃描+3D刻錄/3D打印”的巖石裂面制樣技術,實現工程巖體自然結構面和原位破裂面無損批量制備;(2)通過雙連桿推力結構、可視化觀測窗口、子母剪切盒結構、雙重荷載傳感器等技術創新,自主研發具有法向加卸載(NLU)、高常法向荷載(CNL)、高常法向剛度(CNS)、快/慢剪(FLS)、往返剪(GBS)等試驗模式的新型多功能巖體剪斷/裂面剪切高壓伺服剪切試驗系統;(3)基于圖像處理技術建立了巖體剪切磨損面積和體積的計算方法,發現了剪切過程中硬巖破裂面細觀上具有正斜面滑動、陡坎非均勻磨損、凸點局部啃斷特征,以及宏觀上具有剪切破壞區域分布的局部化和非均勻性特征。

       

      圖1 硬巖原位破裂面試樣批量制作技術

       

      圖2 新型多功能巖體剪斷/裂面剪切高壓伺服剪切試驗系統

       

      圖3 硬巖破裂面剪切磨損區域宏細觀特征定量分析

        相關研究成果已發表于Computers and Geotechnics、International Journal of Geomechanics、《巖石力學與工程學報》、《巖土力學》等國內外主流期刊,并申請多項相關發明專利。

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