一种新的表征岩石节理粗糙度指标系统

班力壬¹，戚承志²，单仁亮¹，陶志刚¹，姜宽²，程阳¹

1. 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院2. 北京建筑大学北京未来城市设计高精尖中心2011节能减排协同创新中心

摘 要：基于长方体微凸体两种破坏模式提出了等效高差概念来反映微凸体几何参数对剪切强度贡献比例。不同剪切方向的等效高差分布不同可反映节理剪切方向性。进而提出了基于等效高差的节理三维粗糙度指标系统,其中平均等效高差表征了不同破坏形式的微凸体对强度的贡献,也可反映节理面的起伏方向性;分形维数表征了不同尺度粗糙度的关系,可从尺度上全面描述节理面信息,并且也可表示剪切方向性。最后基于三维测量系统获取了节理面离散点坐标值并计算出新指标系统具体数值,验证了指标系统可以描述剪切方向性,同时克服了采样间距的影响。新指标系统物理意义明确,可反映不同微凸体对强度贡献比例。

关键词：节理剪切强度;长方体微凸体;岩石形貌;粗糙度指标;分形理论;