基于多尺度直剪试验的岩石模型结构面抗剪强度特征研究

开展岩石模型结构面抗剪强度特征的多尺度（尤其大尺寸）直剪试验研究对于理解岩石结构面力学特性具有重要的理论价值和实践意义。首先，基于多尺度直剪试验仪(msj-dst)，对20cm×20cm、40cm×40cm、60cm×60cm、80cm×80cm和100cm×100cm的岩石模型结构面试样采用法向应力分别为200～1000kpa进行直接剪切试验；然后，研究不同尺寸岩石模型结构面抗剪强度的特征。结果表明：不同法向荷载作用下模型的受力变形特点相近，峰值剪切位移总体上随着某一数值附近上下浮动；在同一法向应力作用下，不同尺寸结构面试样的峰值抗剪强度表现出在某一数值附近上下浮动的特征，残余抗剪强度则表现出随尺寸的增加有小幅度增加；5级法向应力作用下，不同尺寸的峰值抗剪强度和残余抗剪强度随着法向应力的变化规律均近似相同，抗剪强度残余值与峰值的比值随着法向应力的增大逐渐增大并趋于稳定。