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题名一种新的表征岩石节理粗糙度指标系统
被引量：14
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作者
班力壬
戚承志
单仁亮
陶志刚
姜宽
程阳
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机构
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
北京建筑大学北京未来城市设计高精尖中心
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第12期3356-3363,共8页
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基金
国家重点基础研究发展计划资助项目(802015CB575)
国家自然科学基金资助项目(51478027
51174012)
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文摘
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。
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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
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Keywords
joint shear strength
rectangular-shaped asperities
surface morphology
roughness parameter
fractal
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分类号
TU458
[建筑科学—岩土工程]
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题名岩石节理粗糙度新指标及新的JRC确定方法
被引量：13
- 2
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作者
班力壬
戚承志
燕发源
刘源
朱淳
陶志刚
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机构
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
北京建筑大学北京未来城市设计高精尖中心
北京建筑大学
天津科技大学机械工程学院
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第4期1059-1065,共7页
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基金
国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2015CB057805)
国家自然科学基金资助项目(51478027
51174012)
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文摘
为使二维粗糙度指标能够反映岩石节理形貌的方向特征,同时可以克服采样间距取值对粗糙度指标大小的影响。将岩石节理面划分为一系列连续的长方体微凸体,提出一种确定长方体微凸体计算长度的计算模型。通过平均同一剪切方向上长方体微凸体的计算高度提出了一个新的描述形貌面粗糙度的指标c。指标c是由长方体微凸体2种破坏模式结合一种确定长方体计算长度的模型得到,可以将节理几何特征与剪切强度结合起来,进而将节理粗糙度与节理剪切强度结合起来,这就为考虑剪切方向性的岩石节理剪切强度公式的提出提供可能。粗糙度指标c可以将形貌面客观定量表示,同时具有方向性,即剪切方向不同时对应的c不同。以标准JRC曲线为例,基于图像分割技术提取了标准JRC曲线坐标信息,阐述了粗糙度指标c的计算过程。在某一测量间距下获取的粗糙度指标不足之处是比该测量间距较小的粗糙度将被掩盖,而小尺度的粗糙对于抵抗剪切的贡献不应被忽略。通过计算不同采样间距的粗糙度指标c,发现指标c随着采样间距增大而呈幂函数形式减小,显示具有分形特征。基于分形思想,提出可同时反映节理形貌面各向异性并且不受测量尺度影响的粗糙度评价系统。分析了粗糙度描述系统指标与JRC之间的关系,证明该描述系统指标可与节理剪切强度建立良好的关系。
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关键词
节理剪切强度
长方体微凸体
岩石节理形貌
粗糙度指标
分形理论
测量尺度
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Keywords
Joint shear strength
rectangular-shaped asperities
surface morphology
roughness parameter
fractal
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分类号
TU45
[建筑科学—岩土工程]
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