一种基于能量守恒计算岩体结构面强度的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于能量守恒计算岩体结构面强度的方法，假设结构面紧密结合，且无充填物；结构面为均质体；剪切过程中，在凹凸部分，完全发生剪断；剪切过程中不与外界发生能量交换。将结构面起始点和终止点用直线连接，作为结构面中轴线。按照剪切过程中不同的运动形式，将结构面剪切行为简化为摩擦和剪断，得到岩体结构面极限状态下的剪切应力，快速剪切状态下的结构面剪切应力和莫尔‑库伦形式的结构面剪切应力的计算公式。本发明专利技术通过岩体结构面剪切过程的能量守恒，结合结构面的几何特征，提出了不考虑剪切过程的岩体结构面剪切强度计算和预测公式，可以大大降低岩体剪切试验的工作量和难度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工程力学，具体涉及一种基于能量守恒计算岩体结构面强度的方法。

技术介绍

1、结构面是岩体在多期次改造过程中形成的开裂或者容易开裂的地质界面，在岩体中广泛分布，标志着岩体薄弱界面，造成了岩体的不连续性和非均匀性。在工程中，岩体结构面是造成工程失稳的主要原因，因此，确定结构面剪切强度一直都是岩体力学中的重点和难点。国内外学者利用很多方法计算结构面强度，f.d.patton最早基于mohr-coulomb强度准则，提出了岩体结构面强度准则，n.barton在其基础上，提出了结构面粗糙度的概念，同时考虑了结构面壁的强度以及岩石内摩擦角，基于大量试验提出了结构面的经验强度准则计算公式，并在随后的若干年内，研究完善了该强度准则，在工程和研究中均得到了广泛的运用。后续关于结构面强度的研究，大多基于n.barton提出的经验强度准则。此外，区别于barton经验强度准则，m.在考虑剪胀作用下，也开展了大量研究工作，提出并发展了结构面的非线性强度准则，形成了一套较为完善的结构面强度评价方法。大量研究表明，结构面强度与很多因素有关，其中主要影响因素有：结构面形态本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于能量守恒计算岩体结构面强度的方法，其特征在于，将结构面起始点和终止点用直线连接作为结构面中轴线，设置条件：结构面紧密结合，且无充填物；结构面为均质体；剪切过程中，在凹凸部分完全发生剪断；剪切过程中不与外界发生能量交换，则结构面极限状态下的剪切应力τ0的计算公式为公式一：

2.根据权利要求1基于能量守恒计算岩体结构面强度的方法，其特征在于，当不考虑黏滞力和温度变化时，公式一简化为公式二：

3.根据权利要求2基于能量守恒计算岩体结构面强度的方法，其特征在于，若结构面凹凸区域占总长度的比例为A，与轴线重合的长度占总长度的比例为1－A；起伏高差与长度比值为B，...

【技术特征摘要】

1.一种基于能量守恒计算岩体结构面强度的方法，其特征在于，将结构面起始点和终止点用直线连接作为结构面中轴线，设置条件：结构面紧密结合，且无充填物；结构面为均质体；剪切过程中，在凹凸部分完全发生剪断；剪切过程中不与外界发生能量交换，则结构面极限状态下的剪切应力τ0的计算公式为公式一：

2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨烜宇，孙志杰，付玉强，王闫超，于明汇，赵紫阳，熊威，范天程，薛东玲，贺佳，谭贝，郭立华，田静，要海亮，吴静，
申请(专利权)人：山西省智慧交通研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：