3,2,2.2沿原有结构面的剪切机制与过程 这类破坏机制及过程与结构面特征密切相关。断续 结构面,其剪切破坏过程与前者相近,这里着重讨论 连续性较好的结构面(带),按其抗剪性能可分为平面摩 擦、糙面摩鰲和转动滚动)摩擦三类。 1.平面摩擦 表现为平面摩擦特征的结构面,通常为地质历史过程 中曾经遭受过剪切滑动、随后又未胶结的结构面,如 层间错动面、扭性断裂面、滑动面等。这类结构面在 其形成过程中,随剪切滑动的发展,结构面的抗剪强 度已接近残余强度(图313①);某些充填有足够厚的 塑性夹泥致使隙面的起伏差和糙度已不起控制作用的 结构面,亦具平面摩擦特征,其抗剪强度由夹泥的性 能所决定
• 3.2.2.2 沿原有结构面的剪切机制与过程 • 这类破坏机制及过程与结构面特征密切相关。断续 结构面,其剪切破坏过程与前者相近,这里着重讨论 连续性较好的结构面(带),按其抗剪性能可分为平面摩 擦、糙面摩擦和转动(滚动)摩擦三类。 • 1. 平面摩擦 表现为平面摩擦特征的结构面,通常为地质历史过程 中曾经遭受过剪切滑动、随后又未胶结的结构面,如 层间错动面、扭性断裂面、滑动面等。这类结构面在 其形成过程中,随剪切滑动的发展,结构面的抗剪强 度已接近残余强度(图3—13①);某些充填有足够厚的 塑性夹泥致使隙面的起伏差和糙度已不起控制作用的 结构面,亦具平面摩擦特征,其抗剪强度由夹泥的性 能所决定
对于这类结构面,一旦剪应力达到结构面的残余抗 剪强度,或外力作用方向与结构面法线方向间夹角 α(称倾斜角)等于或大于平面摩擦角φs(一般情况相当 于残余摩擦角q)时, S=otg s 或α≥φs 则剪切滑动发生。 在三向应力状态下的起动判据,可采用公式(3-2, 假定不考虑C值,则有: isin(a+①)+sin① O3Sin(2a+①。)-sinΦ
• 对于这类结构面,一旦剪应力达到结构面的残余抗 剪强度,或外力作用方向与结构面法线方向间夹角 α(称倾斜角)等于或大于平面摩擦角φs (一般情况相当 于残余摩擦角φr )时, • 即 S=σtg φs 或 α ≥ φs • 则剪切滑动发生。 • 在三向应力状态下的起动判据,可采用公式(3一2, 假定不考虑C值,则有:
(n为应力系数)结构面的动摩擦角φ低于其静摩 擦角φ两者相差的程度与岩石性质、接触面的光滑程 度、温度,充填物的性质,滑移速度,湿度以及振动 状况都有关。某些材料试验表明动、静摩瘵角的差别 可以十分悬殊(如铸铁的φs,为48°,而其φk值仅为 8°30)因而剪切位移一旦起动,由于静、动摩擦相差 悬殊,可出现突跃的剪切位移,即所谓粘滑 stick sip现象
(ncr为应力系数)结构面的动摩擦角φk低于其静摩 擦角φs,两者相差的程度与岩石性质、接触面的光滑程 度、温度,充填物的性质,滑移速度,湿度以及振动 状况都有关。某些材料试验表明动、静摩擦角的差别 可以十分悬殊(如铸铁的φs,为48,而其φk值仅为 830′).因而剪切位移一旦起动,由于静、动摩擦相差 悬殊,可出现突跃的剪切位移,即所谓粘滑stick— slip)现象
E (z=otg(φ。+i) 剪 gto 应 力 gg+ ①”中 ①=og 垂直应力 图3-13不同摩擦特征结构面的强度曲线 ①一平面廖擦;@、③一糙面摩擦
E F nl X F 2(,-fRW/E 剪切位移 b 图3-14平面摩擦的粘滑模型 (据 Jaeger,1971) (a)和(b)-简单力学模型(c)-光滑的花岗岩面上有规律的粘滑图示