水-岩作用下节理岩体剪切力学特性及本构模型

在库水位周期性升降变化作用下，库岸边坡消落带节理岩体长期处于浸泡-风干循环作用状态，为研究消落带节理岩体的损伤劣化特性，选取三峡库区库岸边坡消落带典型节理岩体为研究对象，进行考虑水压力升降变化和浸泡-风干循环过程的水-岩作用试验，系统分析节理岩体的剪切力学性能和微细观结构损伤演化规律。结果表明:(1)水-岩作用下节理岩体抗剪强度呈先陡后缓的劣化趋势，总体可以分为3个阶段，其中前6个水-岩作用周期导致节理面的抗剪强度参数劣化幅度占总劣化幅度的90%左右，水-岩作用 10 期后，节理面抗剪强度总劣化度为 30%左右。(2)水-岩作用下节理面微细观结构损伤劣化显著，逐渐由密实状态转变为疏松多孔状态，节理面平均起伏角、平均相对起伏幅度、面积扩展率等形貌参数呈先陡后缓的劣化趋势，宏观上表现为节理面粗糙度系数JRC和岩壁强度降低，节理面上、下盘吻合度降低，进而导致了水-岩作用下节理岩体剪切性能特性逐渐劣化。(3)基于Clough-Duncan双曲线模型，建立考虑水-岩作用损伤的节理岩体剪切本构模型，验证分析表明，该模型可较好反映水-岩作用下节理岩体剪切力学特性劣化规律。相关研究方法和结论可为库岸边坡长期变形稳定分析提供理论依据。