[发明专利]一种岩体结构面峰值摩擦角的分维数确定方法

摘要

一种岩体结构面峰值摩擦角的分维数确定方法，包括以下步骤：1)标定试验方向；2)选择试验用结构面及试样数量；3)通过直剪试验获得两级低法向应力下结构面的峰值摩擦角φ_1i、φ_2i和残余摩擦角φ_ri；4)得到第i个岩体结构面分维数D_i；5)确定该组结构面峰值摩擦角的分维数当该组m个结构面试样峰值摩擦角的分维数D_i极差小于平均值15％时，所述极差为最大值与最小值之差，取平均值作为该组结构面峰值摩擦角的分维数。本发明原理明确、操作方便、成本低、使用效果好、便于进行工程应用。

主权项

一种岩体结构面峰值摩擦角的分维数确定方法，其特征在于：所述确定方法包括以下步骤：1)标定试验方向：在选定的工程岩体结构面上标定试验方向；2)选择试验用结构面及试样数量：根据工程岩体结构面的规模，选定一组不随尺寸效应变化的结构面尺寸，并对选定的结构面进行取样加工；该组结构面试样取样数量为m，m为不小于3的自然数；3)通过直剪试验获得两级低法向应力条件下结构面的峰值摩擦角φ_p1i、φ_p2i和残余摩擦角φ_ri；对每个取样结构面进行直剪试验，每个结构面试样的法向应力取两级，分别为σ_1i＝0.25MPa、σ_2i＝0.5MPa，i为结构面试样编号，获得每级法向应力条件下该取样结构面峰值抗剪强度τ_p1i、τ_p2i和在法向应力σ_1i＝0.25MPa的残余抗剪强度τ_r1i，然后根据公式得到该结构面不同法向应力条件下的峰值摩擦角${\mathrm{\φ}}_{p1i}=\arctan \left(\frac{{\mathrm{\τ}}_{p1i}}{{\mathrm{\σ}}_{1i}}\right),$${\mathrm{\φ}}_{p2i}=\arctan \left(\frac{{\mathrm{\τ}}_{p2i}}{{\mathrm{\σ}}_{2i}}\right)$和残余摩擦角${\mathrm{\φ}}_{\mathrm{ri}}=\arctan \left(\frac{{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{ri}}}{{\mathrm{\σ}}_{1i}}\right);$4)得到第i个岩体结构面分维数D_i，根据公式得到分维数5)确定该组结构面峰值摩擦角的分维数当该组m个结构面试样峰值摩擦角的分维数D_i极差小于平均值15％时，所述极差为最大值与最小值之差，取平均值作为该组结构面峰值摩擦角的分维数。