重復(fù)剪切作用下泥質(zhì)充填結(jié)構(gòu)面剪切力學(xué)特性試驗(yàn)研究*

李冠野 鄧華鋒 李建林 徐鵬飛 王文東 馮云杰

(三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(三峽大學(xué))，宜昌 443002，中國(guó))

0 引 言

自然界的巖體中往往存在著各種不連續(xù)的結(jié)構(gòu)面，如節(jié)理、軟弱夾層等。由于風(fēng)化、侵蝕等物理、化學(xué)作用和巖體結(jié)構(gòu)面相互剪切錯(cuò)動(dòng)的影響，節(jié)理中往往會(huì)夾雜一定厚度的充填物，形成一種廣泛存在的充填結(jié)構(gòu)面。這在很大程度上削弱了巖體的力學(xué)性質(zhì)，也成為影響各類工程巖體變形穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。

節(jié)理巖體的力學(xué)特性一直是巖土工程領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)，并取得了豐富的研究成果，Barton et al.(1977)通過結(jié)構(gòu)面的剪切試驗(yàn)，建立了JRC-JCS經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，在?jié)理巖體抗剪強(qiáng)度分析中得到了廣泛應(yīng)用；在此基礎(chǔ)上，較多學(xué)者圍繞結(jié)構(gòu)面粗糙度表征方法(陳世江等，2017)、有效剪切面積(詹金林等，2007)等方面開展了大量的理論和試驗(yàn)研究，對(duì)JRC-JCS模型進(jìn)行了修正，并提出了多種節(jié)理面抗剪強(qiáng)度估算方法。

與無充填結(jié)構(gòu)面相比，充填結(jié)構(gòu)面受到的影響因素更多，如結(jié)構(gòu)面粗糙程度、充填物類型和厚度等，其剪切力學(xué)特性也更為復(fù)雜。研究成果顯示，一方面，不同性質(zhì)充填物對(duì)于結(jié)構(gòu)面抗剪性能的影響顯著，焦鋒等(2018)進(jìn)行了4種粒徑砂粒充填結(jié)構(gòu)面的剪切試驗(yàn)，建立了用充填砂土摩擦系數(shù)表達(dá)的充填結(jié)構(gòu)面剪切強(qiáng)度公式；許江等(2019)開展了石膏、巖屑和黃泥充填結(jié)構(gòu)面的剪切試驗(yàn)，并對(duì)比分析了充填物對(duì)結(jié)構(gòu)面剪切力學(xué)特性的影響；孫輔庭等(2014)建立了充填水泥砂漿的結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度模型。另一方面，充填厚度也直接影響其剪切力學(xué)特性，Ladanyi et al.(1977)提出了充填度的概念，即充填厚度與結(jié)構(gòu)面平均起伏高度的比值；Phien-Wej et al.(1990)、Papaliangas et al.(1993)進(jìn)行了膨潤(rùn)土、粉煤灰等充填物的結(jié)構(gòu)面直剪試驗(yàn)，得到了不同介質(zhì)影響結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度的臨界充填度；Indraratna et al.(2005)、Oliveira et al.(2009)通過一系列充填黏土結(jié)構(gòu)面剪切試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)充填度到達(dá)某一臨界值后，其剪切強(qiáng)度將完全依賴于充填物的性質(zhì)，而與結(jié)構(gòu)面壁形態(tài)無關(guān)；史玲等(2012)進(jìn)行了水泥砂漿充填結(jié)構(gòu)面試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)充填厚度直接影響結(jié)構(gòu)面的剪切破壞模式，進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度。

綜合目前的研究進(jìn)展來看，相關(guān)結(jié)構(gòu)面剪切試驗(yàn)和理論分析成果已經(jīng)較為豐富，但在試驗(yàn)中還存在較多需要進(jìn)一步完善的地方。典型的一個(gè)問題就是結(jié)構(gòu)面試樣的制備，為了克服原狀結(jié)構(gòu)面取樣的困難，有的學(xué)者采用劈裂(焦峰等，2018)等方法制備單節(jié)理試樣，或采用水泥砂漿等相似材料配合特制模塊(杜時(shí)貴等，2010，謝強(qiáng)等，2019)制備節(jié)理試樣；近年來，3D打印技術(shù)(熊祖強(qiáng)等，2015，Zhang et al.，2019)、3D雕刻技術(shù)(周輝等，2019，王亮清等，2021)在結(jié)構(gòu)面制備中也取得了較好的效果。這些方法和技術(shù)為結(jié)構(gòu)面抗剪性能試驗(yàn)研究提供了很好的基礎(chǔ)。

在研究充填物對(duì)結(jié)構(gòu)面抗剪性能影響時(shí)，目前常用的試驗(yàn)思路是先進(jìn)行一組非充填節(jié)理試樣的剪切試驗(yàn)，再進(jìn)行另外一組充填節(jié)理試樣的剪切試驗(yàn)，根據(jù)兩組試驗(yàn)結(jié)果的差別去量化充填物對(duì)結(jié)構(gòu)面抗剪性能的影響，這種方法理論上是可行的，但由于沒有較好地考慮充填前后兩組試樣結(jié)構(gòu)面形態(tài)的差異，可能會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果存在一定的誤差。采用前述3D打印、3D雕刻技術(shù)可以在一定程度上較好解決試樣差異的問題，但相關(guān)試驗(yàn)條件和成本要求較高，限于此，本文擬借鑒結(jié)構(gòu)面重復(fù)剪切的試驗(yàn)思路，提出一種相對(duì)簡(jiǎn)便的方法，力求比較準(zhǔn)確地量化充填物對(duì)結(jié)構(gòu)面抗剪性能的影響。

1 試驗(yàn)方案和分析思路

1.1 基于重復(fù)剪切試驗(yàn)的節(jié)理試樣制備

夏才初等(2012)、鄧華鋒等(2018)、魏繼紅等(2017)開展了無充填、充填結(jié)構(gòu)面的重復(fù)剪切試驗(yàn)。典型如圖1所示，在重復(fù)剪切作用下，節(jié)理巖體的抗剪強(qiáng)度呈現(xiàn)出逐漸降低并趨穩(wěn)的規(guī)律。

圖1 重復(fù)剪切作用下結(jié)構(gòu)面剪應(yīng)力-剪切變形曲線

基于重復(fù)剪切作用下節(jié)理巖樣抗剪強(qiáng)度逐漸降低趨穩(wěn)的變化特征，提出一種比較簡(jiǎn)便的節(jié)理試樣制備方法和充填結(jié)構(gòu)面剪切試驗(yàn)分析思路，首先對(duì)制備好的單節(jié)理試樣進(jìn)行多次重復(fù)剪切試驗(yàn)，直至其抗剪強(qiáng)度趨于穩(wěn)定，也即，在沒有其他因素影響下，即使再次進(jìn)行重復(fù)剪切，其抗剪強(qiáng)度也不會(huì)有明顯變化，因此，可以近似取該強(qiáng)度作為充填之前結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度；然后，對(duì)該結(jié)構(gòu)面進(jìn)行充填，并對(duì)充填結(jié)構(gòu)面進(jìn)行剪切試驗(yàn)，此時(shí)所得強(qiáng)度即為充填結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度，而充填前后結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度差值即為充填物對(duì)結(jié)構(gòu)面的影響。為此，通過同一個(gè)試樣充填前、后的重復(fù)剪切試驗(yàn)，即可比較準(zhǔn)確地量化充填物對(duì)結(jié)構(gòu)面抗剪性能的影響，從而可以較好避免了試樣離散性的影響，為了便于區(qū)分，這里稱為“單試件法”。

砂巖是一種非常典型的沉積巖，層理弱面發(fā)育，在地質(zhì)作用和環(huán)境因素影響下容易沿層理弱面張開發(fā)育形成宏觀結(jié)構(gòu)面，為此，本文以三峽庫(kù)區(qū)廣泛存在的砂巖為試驗(yàn)對(duì)象。取樣位置典型節(jié)理巖體如圖2所示，巖性為侏羅系灰白色砂巖，層理面明顯發(fā)育，部分結(jié)構(gòu)面泥質(zhì)充填，結(jié)構(gòu)面的力學(xué)特性直接關(guān)系庫(kù)岸邊坡的變形穩(wěn)定。

圖2 典型庫(kù)岸邊坡泥質(zhì)充填節(jié)理巖體

《工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GBT 50266-2013)(中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編寫組，2013)要求巖石結(jié)構(gòu)面直剪試驗(yàn)試件直徑或者邊長(zhǎng)不得小于50 mm，同時(shí)參考以往巖石結(jié)構(gòu)面剪切試樣制備經(jīng)驗(yàn)(許江等，2019)，將現(xiàn)場(chǎng)取回的砂巖巖塊，切割成邊長(zhǎng)為100 mm的立方塊，采用巴西劈裂法順層理面將試樣從中部劈裂，制備單節(jié)理試樣。首先從宏觀上選取結(jié)構(gòu)面起伏特征相近的巖樣作為備選試樣，然后采用ST500三維非接觸式表面形貌儀(圖3)，對(duì)篩選試樣的結(jié)構(gòu)面進(jìn)行掃描和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果顯示結(jié)構(gòu)面的粗糙度系數(shù)在11.93～14.69之間，并集中在13.00左右，為了減少試樣之間的差異，選取粗糙度系數(shù)13±0.5的試樣進(jìn)行后續(xù)剪切試驗(yàn)，典型試樣如圖4所示。

圖3 ST500三維非接觸式表面輪廓儀

圖4 典型節(jié)理試樣及掃描圖

根據(jù)前面的分析思路，本文首先采用重復(fù)剪切的方法制備充填前的節(jié)理試樣，考慮取樣邊坡巖體結(jié)構(gòu)面上覆巖土層的厚度，取1.0 MPa、1.5 MPa、2.0 MPa和2.5 MPa 4種法向應(yīng)力，分別進(jìn)行5次重復(fù)剪切試驗(yàn)，試驗(yàn)在YZW-1000型微機(jī)控制電動(dòng)直剪儀上進(jìn)行(圖5)，典型剪切應(yīng)力-剪切位移曲線如圖6所示。

圖5 YZW-1000型微機(jī)控制電動(dòng)直剪儀

圖6 典型重復(fù)剪切下結(jié)構(gòu)面剪應(yīng)力-剪切位移曲線圖

從圖6可以看出：重復(fù)剪切作用下，剪應(yīng)力-剪切位移曲線變化特征明顯。在前兩次剪切中，曲線可明顯分為近似線性的彈性階段、剪切屈服階段、強(qiáng)度下降階段和殘余強(qiáng)度階段。隨著剪切次數(shù)的增加，曲線形態(tài)發(fā)生變化，不再存在明顯峰值強(qiáng)度，而且，彈性階段斜率不斷降低，即剪切剛度在重復(fù)剪切作用下不斷減小。結(jié)構(gòu)面試樣的抗剪強(qiáng)度隨著剪切次數(shù)增加逐漸降低，在前兩次剪切中，強(qiáng)度下降明顯，在3次剪切后，抗剪強(qiáng)度基本趨于穩(wěn)定。因此，可以取第5次剪切時(shí)的抗剪強(qiáng)度作為該結(jié)構(gòu)面充填之前的抗剪強(qiáng)度。

掃描結(jié)果顯示重復(fù)剪切后結(jié)構(gòu)面的起伏度和粗糙度逐漸降低，呈現(xiàn)與抗剪強(qiáng)度一致的變化規(guī)律，文獻(xiàn)中(夏才初等，2012，鄧華鋒等，2018)已有詳細(xì)分析，這里不再贅述。各種法向應(yīng)力下，選取結(jié)構(gòu)面平均起伏高度為3 mm左右，且抗剪強(qiáng)度接近一致的3個(gè)試樣進(jìn)行后面的充填及剪切試驗(yàn)。

1.2 充填結(jié)構(gòu)面試樣的制備

以取樣邊坡的黃土為充填物，經(jīng)過風(fēng)干，碾碎，將過0.5 mm篩的黃土顆粒，按照天然含水率18.30%配置泥質(zhì)充填物(湯明高等，2009；胡瑞林等，2020)，相關(guān)物理力學(xué)參數(shù)見表1。重復(fù)剪切后掃描結(jié)果顯示結(jié)構(gòu)面的平均起伏高度在3 mm左右，參考以往研究經(jīng)驗(yàn)(陳占鋒等，2019)，為了便于對(duì)比分析，各試樣的充填度統(tǒng)一按照100%考慮。在充填過程中，為了保證結(jié)構(gòu)面充填均勻，在法向應(yīng)力2.5 MPa下進(jìn)行壓制成型，控制充填厚度為3 mm。典型充填結(jié)構(gòu)面試樣如圖7所示。

表1 泥質(zhì)充填物參數(shù)表

圖7 典型充填結(jié)構(gòu)面試樣

對(duì)制備好的充填結(jié)構(gòu)面試樣按照充填前對(duì)應(yīng)的法向應(yīng)力進(jìn)行剪切試驗(yàn)，所得充填前后抗剪強(qiáng)度的差值即為充填物對(duì)于結(jié)構(gòu)面的劣化影響。同時(shí)，考慮到庫(kù)岸邊坡在降雨和庫(kù)水位周期性升降作用下“臺(tái)階式”增長(zhǎng)的變形特征，對(duì)充填結(jié)構(gòu)面也進(jìn)行了5次重復(fù)剪切試驗(yàn)，近似模擬邊坡巖體結(jié)構(gòu)面的多期次反復(fù)剪切滑移現(xiàn)象，進(jìn)而分析重復(fù)剪切作用下充填結(jié)構(gòu)面的剪切性能劣化規(guī)律。

2 重復(fù)剪切作用下泥質(zhì)充填結(jié)構(gòu)面剪切力學(xué)特性分析

2.1 結(jié)構(gòu)面剪切變形特性分析

4種法向應(yīng)力下，充填結(jié)構(gòu)面重復(fù)剪切過程中的剪應(yīng)力-剪切位移曲線如圖8所示。

圖8 充填結(jié)構(gòu)面重復(fù)剪切作用下剪應(yīng)力-剪切位移曲線圖

由圖8可以看出：

(1)在重復(fù)剪切過程中，充填結(jié)構(gòu)面的剪應(yīng)力-剪切位移曲線形態(tài)基本一致，與圖6中充填前的第4～5次剪切試驗(yàn)曲線形態(tài)也是一致的。在剪切初始階段，發(fā)生的剪切位移較小，剪應(yīng)力迅速增大，剪應(yīng)力與剪切位移呈現(xiàn)近乎線性增長(zhǎng)關(guān)系；隨著剪應(yīng)力的增加，剪切位移迅速增加，剪應(yīng)力-剪切位移曲線斜率迅速降低，進(jìn)入屈服階段，曲線沒有明顯峰值，呈明顯的塑形流動(dòng)狀態(tài)，剪應(yīng)力維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的值。

(2)在5次重復(fù)剪切過程中，泥質(zhì)充填結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度并不是以往文獻(xiàn)(魏繼紅等，2017)中常見的逐漸降低的變化規(guī)律，而是呈現(xiàn)先增大后減小的變化特征。也即，第1次剪切時(shí)結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度相對(duì)較低，在之后的2～3次重復(fù)剪切中，結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度先逐漸增大，然后逐漸降低直至趨于穩(wěn)定。

2.2 充填結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度變化規(guī)律分析

根據(jù)前述試驗(yàn)方案和數(shù)據(jù)分析思路，以未充填結(jié)構(gòu)面第5次剪切時(shí)的抗剪強(qiáng)度作為結(jié)構(gòu)面充填之前的抗剪強(qiáng)度初始值。對(duì)重復(fù)剪切作用下充填結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在統(tǒng)計(jì)時(shí)，取穩(wěn)定階段的值作為抗剪強(qiáng)度。繪制各法向應(yīng)力下充填結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度的變化曲線如圖9所示，圖中的橫坐標(biāo)“0次”對(duì)應(yīng)充填前結(jié)構(gòu)面的第5次剪切強(qiáng)度。

圖9 充填前、后結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度變化曲線

由圖9可以看出，泥質(zhì)充填后，結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度明顯降低，而且重復(fù)剪切過程中，抗剪強(qiáng)度呈現(xiàn)先減小、后增大、再減小趨穩(wěn)的變化規(guī)律。為更好分析重復(fù)剪切對(duì)抗剪強(qiáng)度的劣化影響，定義重復(fù)剪切過程中強(qiáng)度變化量為總變化量Гn=τ0-τn(其中τn為第n次充填結(jié)構(gòu)面剪切強(qiáng)度值，τ0為未充填結(jié)構(gòu)面穩(wěn)定抗剪強(qiáng)度)，用ΔГn表示單次剪切強(qiáng)度變化值，ΔГn=Гn-Гn-1，ΔГn為正值時(shí)表示抗剪強(qiáng)度減小，負(fù)值表示抗剪強(qiáng)度增大。具體如表2和圖10所示。

表2 單次剪切作用下抗剪強(qiáng)度變化值

圖10 單次剪切作用下抗剪強(qiáng)度變化柱狀圖

從表2和圖10可以看出：

(1)4種法向應(yīng)力下，充填后結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度相較于充填前降低了38.51%～54.82%，比較而言，法向應(yīng)力越大，降低趨勢(shì)也明顯，說明泥質(zhì)充填對(duì)結(jié)構(gòu)面的抗剪性能影響明顯。

(2)重復(fù)剪切作用下，充填結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度并不是單調(diào)降低的變化規(guī)律，而是先上升后下降，最終趨穩(wěn)的變化過程，這與無充填結(jié)構(gòu)面在重復(fù)剪切作用下劣化規(guī)律是不一致的。而且，不同法向應(yīng)力下，充填結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度的變化規(guī)律也存在一定差別，例如，法向應(yīng)力(1.0 MPa和1.5 MPa)較小時(shí)，第2次、第3次剪切時(shí)，結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度先上升，第4次、第5次剪切，結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度降低逐漸趨穩(wěn)；法向應(yīng)力(2.0 MPa和2.5 MPa)較大時(shí)，僅在第2次剪切過程中出現(xiàn)強(qiáng)度上升，而后就逐漸降低趨穩(wěn)。

(3)分析上述變化規(guī)律的原因是：充填結(jié)構(gòu)面第1次剪切時(shí)，泥質(zhì)充填物抗剪性能較弱，在剪切錯(cuò)動(dòng)過程中，剪切面主要產(chǎn)生于充填層中，此時(shí)，結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度主要取決于充填物的抗剪強(qiáng)度，因此，抗剪強(qiáng)度相較于未充填結(jié)構(gòu)面大幅度降低。在重復(fù)剪切過程中，由于法向荷載和剪切荷載共同作用，泥質(zhì)充填物不斷被剪切擠出，部分結(jié)構(gòu)面出露，并參與剪切過程。此時(shí)，抗剪強(qiáng)度受充填物和砂巖結(jié)構(gòu)面共同影響，在第2～3次剪切過程中，抗剪強(qiáng)度出現(xiàn)了一定的增大趨勢(shì)，在法向應(yīng)力較小時(shí)，剪切面的變化過程需經(jīng)過多次重復(fù)剪切才能達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，而在法向較大時(shí)，剪切的形態(tài)很快達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。隨著剪切次數(shù)進(jìn)一步增加，充填物被不斷擠壓變薄且表面變得更加光滑，凸起出露的巖石結(jié)構(gòu)面在剪切過程中不斷被磨損，而且表面微小凹陷位置進(jìn)一步被巖屑和土顆粒充填，反復(fù)的剪切錯(cuò)動(dòng)也使得其表面更加平整光滑，從而使得結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度逐漸降低并趨于穩(wěn)定。

2.3 重復(fù)剪切過程中充填結(jié)構(gòu)面形態(tài)變化特征分析

為更好分析重復(fù)剪切過程中充填結(jié)構(gòu)面形態(tài)變化與結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度之間的關(guān)系，采用圖像處理的方法對(duì)充填結(jié)構(gòu)面損傷區(qū)域進(jìn)行了分析。由于提取的結(jié)構(gòu)面形態(tài)圖像中泥質(zhì)充填物與出露結(jié)構(gòu)面的灰度值相差較大，前景與背景區(qū)分顯著，根據(jù)以往的研究經(jīng)驗(yàn)(Zhou et al.，2021)，采用最大類間方差法(Otsu，1979)對(duì)圖像進(jìn)行閾值分割。分割后的圖像如圖11～圖12所示，圖中黑色部分為泥質(zhì)充填物，白色部分為出露的結(jié)構(gòu)面。根據(jù)圖像包含的像素點(diǎn)數(shù)量及黑、白像素點(diǎn)占比，可以計(jì)算出每次剪切后結(jié)構(gòu)面充填物與結(jié)構(gòu)面出露面積。分別以1.5 MPa和2.5 MPa法向應(yīng)力的結(jié)構(gòu)面形態(tài)為例進(jìn)行分析。

圖11 1.5 MPa法向應(yīng)力下結(jié)構(gòu)面形態(tài)照片

圖12 2.5 MPa法向應(yīng)力下結(jié)構(gòu)面形態(tài)照片

由圖11～圖12可以看出，隨著重復(fù)剪切次數(shù)增加，局部位置的充填物逐漸缺失，結(jié)構(gòu)面出露面積不斷增大，對(duì)圖11～圖12中黑白區(qū)域面積的占比情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，具體如圖13所示。

圖13 充填物與結(jié)構(gòu)面出露面積占比變化圖

從圖13可以看出，在法向應(yīng)力1.5 MPa下，1次剪切后結(jié)構(gòu)面出露面積占比為5.98%，3次剪切后結(jié)構(gòu)面出露面積占比迅速增大到12.61%，此時(shí)已形成相對(duì)穩(wěn)定剪切面，4～5次剪切試驗(yàn)后，結(jié)構(gòu)面出露面積占比分別為14.02%、14.92%，相對(duì)變化很小。法向應(yīng)力2.5 MPa下，1次剪切后就有較大范圍結(jié)構(gòu)面出露，達(dá)到9.68%，2次剪切后，結(jié)構(gòu)面出露面積占比達(dá)到15.49%，而后變化趨勢(shì)明顯趨緩，3～5次剪切試驗(yàn)后，結(jié)構(gòu)面出露面積占比從17.33%逐漸增大到18.75%。重復(fù)剪切過程中，結(jié)構(gòu)面出露面積和充填物面積占比的變化規(guī)律，也可以很好地印證前述重復(fù)剪切作用下充填結(jié)構(gòu)面剪切力學(xué)特性變化規(guī)律。

3 結(jié)論與討論

(1)為了比較準(zhǔn)確地量化充填物對(duì)結(jié)構(gòu)面抗剪性能的影響，在以往“多試件法”試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)重復(fù)剪切試驗(yàn)過程中結(jié)構(gòu)面抗剪性能劣化趨穩(wěn)的變化規(guī)律，提出了一種單試件充填前、后重復(fù)剪切的試驗(yàn)思路和方法，并闡明了量化分析充填物對(duì)結(jié)構(gòu)面影響程度的試驗(yàn)流程和數(shù)據(jù)處理方法，可以比較準(zhǔn)確地確定充填物對(duì)結(jié)構(gòu)面抗剪性能的影響。

(2)以三峽庫(kù)區(qū)典型庫(kù)岸邊坡節(jié)理巖體為研究對(duì)象，按照充填度100%考慮，開展了充填前后結(jié)構(gòu)面的剪切試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示，充填后結(jié)構(gòu)面的抗剪性能降低趨勢(shì)明顯，不同法向應(yīng)力下抗剪強(qiáng)度的降幅為38.51%～54.82%，而且，法向應(yīng)力越大，降低幅度越大。

(3)泥質(zhì)充填結(jié)構(gòu)面在重復(fù)剪切過程中，抗剪強(qiáng)度呈先增大、再減小趨穩(wěn)的非線性變化規(guī)律，主要是由于重復(fù)剪切過程中充填物被反復(fù)擠壓、錯(cuò)動(dòng)，不僅使得充填物變薄且表面變得更加光滑；而且使得結(jié)構(gòu)面凸起位置逐漸被磨損，結(jié)構(gòu)面出露面積逐漸增大，表面微小凹陷位置被巖屑和土顆粒充填，摩擦系數(shù)進(jìn)一步減小。

(4)論文采用劈裂法制備了人工節(jié)理，考慮了一種充填物、充填厚度情況，對(duì)重復(fù)剪切作用下充填結(jié)構(gòu)面的剪切力學(xué)特性進(jìn)行分析，旨在分析說明前述試驗(yàn)方法流程及合理性?？紤]不同粗糙度結(jié)構(gòu)面、充填物類型及厚度，以及天然充填結(jié)構(gòu)面的剪切性能等有待在后續(xù)研究中進(jìn)一步豐富完善。