峰前循环剪切作用下岩石节理强度特性研究.doc

峰前循环剪切作用下岩石节理强度特性研究三峡库区是我国中等强度的地震活动区,已有监测表明,三峡库区蓄水后,微震频发,地震表现出震级小,发震频率高等特点。论文结合水库蓄水后微震频发的工程现象和特点,采用室内试验、理论分析和数值模拟等方法,对循环荷载作用下岩石节理强度特性进行了较为系统深入的研究,重点探讨了峰前循环剪切作用对节理的强度裂化规律,细观裂纹扩展及频发微震作用下边坡贯通型节理的损伤演化规律等,论文的主要研究内容和成果如下:(1)利用水刀切割原岩,制作高精度带二阶起伏节理面,并进行爬坡破坏模式、爬坡-啃断破坏模式、啃断破坏模式3种典破坏模式下岩石节理峰前循环剪切室内直剪试验,研究了循环加载对岩石节理的损伤变形特征,并分析了循环加载速率、加载幅值、循环加载次数等因素对峰值剪切强度的影响;(2)考虑到实验条件的局限性,在室内试验的基础上,利用颗粒流软件PFC(2D)对室内直剪试验进行数值模拟,从细观上研究了3种典型破坏模式的裂纹空间演化规律,并分析了循环剪切对节理强度的劣化规律;(3)在引入经典岩石节理强度模型的基础上,分析了影响岩石节理强度的因素。利用PFC软件建模,讨论了循环剪切作用下法向压力、起伏角、循环加载次数及循环加载幅值等因素对岩石节理剪切强度的影响及细观裂纹的发展规律;(4)建立了含贯通锯齿形岩石节理边坡分析模型,在编制PFC人工粘滞动力边界的基础上,对边坡体进行地震作用下的动力分析,研究了不同起伏角、不同地震波加载次数、不同地震烈度下边坡贯通节理的损伤演化规律,分析了频发微震作用下岩石节理面对边坡稳定性的影响。