类岩体结构面峰值剪切强度尺寸效应分析

陈世江^1,2，高臻炜^1,2，谷运峰^1,2，姬长兴³

1. 内蒙古科技大学矿业研究院2. 内蒙古自治区矿业工程重点实验室3. 内蒙古福城矿业有限公司

摘 要：由于岩石力学试验不可重复性的缺点,在室内开展岩体结构面峰值剪切强度尺寸效应试验存在很大的困难。鉴于此,采用三维扫描技术获取结构面形貌数据,而后应用3D打印技术制作结构面模具,在此基础上,浇注一批大小不同的结构面试件,经养护后进行了4级法向力下的直剪试验。最后,应用PFC2D软件进一步开展了结构面剪切强度尺寸效应数值试验。结果表明:（1）三维扫描和3D打印技术是实现室内结构面剪切强度尺寸效应试验的有效方法;（2）随着结构面尺寸增大,其峰值剪切强度先增大而后减小,亦即结构面峰值剪切强度既存在正尺寸效应,也存在负尺寸效应;（3）3个不同类型的Barton标准剖面线的直剪数值试验表明,结构面粗糙类型不同,其尺寸效应特征有所区别,亦即结构面峰值剪切强度尺寸效应特征与其粗糙程度有关。

关键词：岩体结构面;峰值剪切强度;尺寸效应;剪切试验;数值试验;