科学视点

武汉岩土所硬岩结构面与破裂面剪切实验技术研究取得进展

  岩体包含层面、节理等原生不连续面和工程开挖活动诱发的破裂面,其强度和稳定性一定程度上受到岩体不连续面制约。岩体自然结构面和破裂面的剪切强度特性及剪切变形过程中的磨损机制是工程岩体稳定性分析的关键和基础。

  中国科学院武汉岩土力学研究所开展了三方面的研究工作:(1)提出了基于“3S扫描+3D刻录/3D打印”的岩石裂面制样技术,实现工程岩体自然结构面和原位破裂面无损批量制备;(2)通过双连杆推力结构、可视化观测窗口、子母剪切盒结构、双重荷载传感器等技术创新,自主研发具有法向加卸载(NLU)、高常法向荷载(CNL)、高常法向刚度(CNS)、快/慢剪(FLS)、往返剪(GBS)等试验模式的新型多功能岩体剪断/裂面剪切高压伺服剪切试验系统;(3)基于图像处理技术建立了岩体剪切磨损面积和体积的计算方法,发现了剪切过程中硬岩破裂面细观上具有正斜面滑动、陡坎非均匀磨损、凸点局部啃断特征,以及宏观上具有剪切破坏区域分布的局部化和非均匀性特征。

  相关研究成果发表在Computers and GeotechnicsInternational Journal of Geomechanics、《岩石力学与工程学报》、《岩土力学》等上,并申请发明专利。


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