基于多重分形特征的岩体结构面剪切强度研究

barton剪切强度模型是目前工程实践中普遍采用的强度公式，而实践应用时，该模型中结构面粗糙性系数（jrc）的评估存在主观性和片面性的缺点。鉴于此，应用多重分形理论，提出了采用多重分形参数准确量化jrc的方法。首先应用数字图像处理技术获取了结构面三维形貌数据信息；然后采用投影覆盖法进行了结构面的分形维数计算，重点对结构面的多重分形特征进行了分析，通过对比分析了构造的15个结构面的多重分形特征值。结果表明：结构面越粗糙，多重分形特征参数和值越大，或能够很好地描述结构面的形貌特征。最后对9组石膏试件进行了剪切试验，通过不同正应力下对应的剪应力数据分析，结合结构面形貌多重分形参数或，以barton剪切强度公式为基础，应用最小二乘法原理，给出了jrc与及jrc与关系。这样在工程实际中，可以用参数或对jrc进行估算，克服了jrc人为估值主观性及采用二维标准轮廓线评估片面性的缺点，为准确评估结构面粗糙度提供了一条新的途径。在此基础上，应用barton模型可准确估算岩体结构面的剪切强度。