岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (1): 115-129.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0195CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0195
解佩瑶1, 2,陈卫忠1,赵武胜1,周帅1, 2,秦长坤1, 2, 李翔3,蒋华3,何树江4
XIE Pei-yao1, 2, CHEN Wei-zhong1, ZHAO Wu-sheng1, ZHOU Shuai1, 2, QIN Chang-kun1, 2, LI Xiang3, JIANG Hua3, HE Shu-jiang4
摘要: 岩体赋存结构面在受到地震等动力扰动时可能会发生损伤和破坏,其在峰前循环剪切作用下的力学响应对于地下工程动力灾害防控具有重要意义。当前研究多聚焦相似材料而非岩石基质,加载特征多考虑往复而忽视赋存地应力,循环阶段结构面力学特征演化规律仍不清晰。通过巴西劈裂试验获取天然粗糙结构面,并基于3D扫描与雕刻技术批量重构具有天然形貌特征的岩样,开展了峰前循环荷载作用下粗糙结构面的响应研究,分析了法向应力、加载频率、静载幅值及动载幅值对结构面力学特性的影响规律,主要包括峰值强度、累积位移和滞回环平均刚度、阻尼比等指标。采用随机森林方法确定4类因素对结构面力学性质影响。试验结果表明:随着循环次数增加,结构面局部应变增大,应变局部化区域由低应变带状分布变为高应变离散分布,累积位移和平均刚度增加,阻尼比减少。随着法向压力和加载频率增加,累积位移降低、平均刚度和阻尼升高;随着动载幅值增加,累积位移和平均刚度降低,阻尼比升高;随着静载幅值增加,累积位移和平均刚度升高,阻尼比降低,法向应力、加载频率、动载幅值和静载幅值对力学性质参数的影响逐渐降低。研究结果为地下工程岩体结构面动力稳定性评估及灾害防控提供了数据基础。
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