基于小波分析的巖石節理剪切特性研究*

李 博 許久俊 鐘 杰 周 宇 李迎春

(①浙江省巖石力學與地質災害重點實驗室， 紹興文理學院， 紹興 312000， 中國)

(②大連理工大學土木工程學院， 大連 116024， 中國)

0 引 言

沿軟弱節理面的剪切破壞是導致邊坡失穩、掌子面坍塌等巖體工程災害的重要原因之一。除巖石基質強度之外，節理面的力學特性主要取決于節理面的幾何形貌(郝記等， 2021)。工程地質中對節理面的幾何特征描述，主要考慮產狀、跡長、隙寬、吻合度和表面粗糙度等，其中粗糙度作為一個重要指標，直接影響著節理的力學行為。因此對節理面粗糙度的精確表征和定量分析是開展節理巖體剪切特性研究的重要基礎。

Barton et al. (1978)通過室內試驗研究了節理粗糙度對剪切強度的影響，提出了粗糙度系數(JRC)的概念，并給出了JRC范圍為0～20的10條標準JRC曲線。在此基礎上學者們提出了各種粗糙度評價方案，例如，Turk et al. (1985)提出了直接測量法，通過比較其剖面的全跡長和直線跡長得出節理面的起伏角，再根據測得的起伏角推測出JRC值； Tse et al. (1979)基于大量試驗結果，得出JRC與粗糙度表面參數Z2之間的關系式：JRC=32.2+32.47logZ2； 王岐(1982)制作了曲線測長儀，主張利用伸長率計算JRC，并提出了針對Barton標準輪廓面的經驗公式；Yu et al.(1991)考慮了隔段取樣時不同取樣長度對各統計參數及JRC的影響，進一步修正了Tse et al.(1979)的研究結果，給出了統計參數和JRC之間的回歸關系式； 張國彪等(2018)利用高精度三維掃描儀結合分形理論，得出了沿剖面線采樣點間隔與JRC之間的負指數關系：y=1.8314×10-0.067x； 杜時貴等(1996)，杜時貴(1994)建立了結構面表面輪廓曲線幅度Ry與JRC之間的關系，推導得到了精度滿足要求且簡便快速的修正直邊法。……