[发明专利]一种岩体结构面抗剪强度指标计算的方法

摘要

本发明公开一种岩体结构面抗剪强度指标计算的方法，对岩体的结构面进行多次不同法向应力下的直接剪切试验，扫描并计算结构面剪切破损区域的有效面积，根据公式计算不同级法向应力下的有效平均法向应力σ_n和有效平均剪应力τ_n，并在σ_n‑τ_n直角坐标系中绘出不同有效平均法向应力下有效平均剪应力的散点分布图，对有效平均剪应力散点数据进行线性拟合，根据拟合直线斜率的值，计算得到岩体结构面内摩擦角，然后根据拟合直线与直角坐标系纵坐标的交点，得到岩体结构面黏聚力。本发明通过采用有效剪切面积来衡量结构面的抗剪强度指标，能够真实的反应岩体结构面抗剪强度特性，对岩土工程施工与隐患治理方案的设计，安全性及经济性更可靠。

主权项

一种岩体结构面抗剪强度指标计算的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)进行不同法向应力下岩体结构面的直接剪切试验，每次剪切试验后，对结构面破坏后形态进行扫描，扫描完成后，结构面复位，进行下一级法向应力下的结构面直接剪切试验，直至试验完成；(2)分析结构面扫描影像文件，在所述影像文件中标记出结构面剪切破损区域，并计算结构面剪切破损的有效区域面积A'；(3)基于每级法向应力下岩体结构面的法向荷载P、峰值剪切推力T和结构面剪切破损有效区域的面积A'，根据以下公式计算不同级法向应力下的有效平均法向应力σ_n和有效平均剪应力τ_n：${\mathrm{\σ}}_n=\frac{P_n}{A_n^{\′}},(n=1,2,3,4,5...)$${\mathrm{\τ}}_n=\frac{T_n}{A_n^{\′}},(n=1,2,3,4,5...);$(4)以有效平均法向应力σ_n为横坐标，有效平均剪应力τ_n为纵坐标，绘制σ_n‑τ_n直角坐标系；(5)在直角坐标系中绘出不同有效平均法向应力σ_n下有效平均剪应力τ_n散点分布图；(6)对有效平均剪应力散点数据进行线性拟合，得到拟合方程(7)根据拟合直线的斜率的值，计算得到岩体结构面内摩擦角(8)根据拟合直线与直角坐标系纵坐标的交点，得到岩体结构面黏聚力c。