研究发现：加锚节理岩体宏细观剪切特性

节理倾角为45°的试件剪切强度最大,倾角为60°和30°时试件的强度相近,剪切强度随着节理倾角变化的规律为:45°＞60°＞30°＞0°;节理面粗糙度JRC为16时的剪切强度最大,剪切强度随着节理面粗糙度变化的规律为:JRC=16＞JRC=21＞JRC=9＞JRC=3＞JRC=0。

通过对无锚节理试件、普通锚杆锚固节理试件进行对比分析,普通锚杆锚固的节理试件曲线出现两个峰值。加锚节理试件的剪切强度均大于无锚节理试件,甚至大部分的加锚节理试件的首次峰值也大于无锚节理试件,加锚试件节理面刚度明显增大,即较小的剪切位移需要施加较大的剪切力;锚杆在节理试件受到剪切作用时能够提高节理试件的抗剪强度,有效地控制着节理试件的变形。

对CT扫描得来的图像运用灰度处理、图像去噪、边缘检测以及阈值分割等手段进行处理,得到更清晰直观的图像来研究加锚节理试件内部破裂情况,选取同一断层,对不同节理倾角、节理面粗糙度以及不同受力阶段的裂隙率进行计算,对比不同工况下的裂隙增长量以及裂隙增长速率,分析不同节理倾角、节理面粗糙度以及不同受力阶段的裂隙率演化规律。随着节理倾角的变化,试件首次峰值后的裂隙增量与其首次峰值处的剪切位移的变化趋势呈负相关,即首次峰值处的剪切位移越大,首次峰值后的裂隙增量越小;试件总的裂隙增量与其试件峰值强度的变化趋势也呈负相关,即剪切峰值强度越大,试件总的裂隙增量越小。随着节理面粗糙度的变化,试件首次峰值后的裂隙增量与其首次峰值处的剪切位移的变化趋势呈负相关,即首次峰值处的剪切位移越大,首次峰值后的裂隙增量越小;试件总的裂隙增量与其试件峰值强度的变化趋势也呈负相关,即剪切峰值强度越大,试件总的裂隙增量越小。(www.xing528.com)

将运用图像处理技术处理后的CT图像进行三维重构,得到不同节理倾角、节理面粗糙度以及不同状态的重构试件,对重构出来的试件从分形维数、体密度以及灰度值等方面进行计算研究,并对剪切强度与分形维数、体密度以及灰度值的相关性进行分析,结果表明它们之间存在较高的相关性,为研究加锚节理岩体内部破裂情况提供了新的方向。