经历剪切变形历史的岩石节理表面形貌变化研究.doc

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基金项目：国家自然科学基金资助项目（51174228）；中南大学研究生学位论文创新资助项目（2011ssxt271）；中南大学米塔尔学生创新项目（11MX22）
通讯作者：曹平（1959-），男，博士，教授，博士生导师。主要从事岩石断裂力学与工程应用方面的教学和研究工作。Email:[e-mail]

经历剪切变形历史的岩石节理表面形貌变化研究
曹平，梅慧浩，宁果果,范祥，刘新颖
（中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙410083）
摘要：本文采用巴西劈裂法制成四组不同岩性的人工节理面，利用RYL–600岩石剪切流变仪对节理进行不同垂直压应力下的剪切试验，并运用TALYSURFCLI2000扫描仪在每次剪切前后对节理面进行扫描，计算了多个描述节理面形貌特征的三维参数值，通过三维参数值的变化定量分析了节理面细观形貌的变化。研究结果表明：节理面抗剪强度的变化与节理面形貌变化有紧密联系，经历四次剪切作用后，（1）节理面整体高度略微降低，各点间的高差缩小；（2）峰点密度减小，节理面的凹凸程度降低；（3）节理表面形态的各向异性程度降低，节理面整体的倾斜程度降低；（4）对于节理面的同一变化，不同参数反映的角度和变化的幅度都不同,随垂直应力的增加，各次剪切作用后节理面的形貌变化量逐渐减小，形貌趋于平整。
关键词：岩石节理；剪切试验；三维形貌参数；细观形貌；变化
中图分类号：TU45文献标识码：A文章编号：
EvolutionAnalysisofSurfaceTopographyofRockJoints
UnderDifferentShearDeformationHistories
CAOPing,MEIHui-hao,NINGGuo-guo，FANXiang，LIUXin-ying
(SchoolofResourcesandSafetyEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)
Abstract:FourdiversecharactersofartificialrockjointsweremadebyBraziliantests,sheartestsofrockjointsunderdifferentnormalstresseswereconductedwithRYL–600rockshear-rheologicalinstrument,moreover,thesurfaceofeachjointwasscannedpriortoandaftereachsheartestwiththescannerinstrumentTALYSURFCLI2000.Aseriesof3Dparameterswereobtained,themeso-leveltopographyevolutionofrockjointsurfacesarequantitativelyanalyzedthroughthevaluealterationsofthe3Dparameters.Theresultsindicatethatthealterationofshearstrengthhasobviousrelationswiththealterationofjointsurfacetopography,(1)thewholeheightofjointsloweredslightlyafterfoursheartests,andthealtitudedifferencesofpointslowered;(2)thedensityofpeaksdecreased,theunevennessofjointsurfacesdecreased;(3)theanisotropydegreeofjointsurfacesdecreased,andtheinclineofjointsurfacesdecreased；(4)withregardtothesamealterationofjoint,theangleandextentthatdifferentparametersreflectweredifferent.Thetopographyevolutionofjointsurfacedecreasedwiththealterationofnormalstresses,thesurfacetopographytendstobesteadygradually.
Keywords:rockjoints;sheartest;3Dtopographyparameter;meso-leveltopography;alteration第期曹平等：经历剪切变形历史的岩石节理表面形貌变化研