风化锯齿形结构面抗剪强度特性及估算模型

为研究风化程度对不同起伏角锯齿形结构面剪切强度、剪切变形等抗剪强度特性的影响规律,制作了起伏角分别为15°、25°、35°、45°的4种不同的灰岩规则锯齿形结构面,通过开展室内风化模拟试验制备不同风化程度的锯齿形结构面岩样,进行不同法向应力下的室内锯齿形结构面直剪试验,探究风化灰岩锯齿形结构面抗剪强度及其参数的变化规律。试验结果表明:锯齿形结构面剪切应力-剪切位移曲线表现为峰值剪断型,呈现先近似线性增加,达到峰值剪切应力后跌落,最后基本趋于稳定,保持一定的残余抗剪强度的趋势;随着风化程度的增加,灰岩锯齿形结构面抗剪强度呈现减小的趋势,其抗剪强度参数发生不同程度的劣化,黏聚力的劣化程度大于摩擦角,而结构面起伏角大小与抗剪强度之间呈现正相关;基于模型试验结果,建立了风化锯齿形结构面抗剪强度估算模型,揭示结构面抗剪强度与风化程度及起伏角的定量化关系。