水泥浆和聚合物浆体对岩石节理剪切性能影响的研究

摘要整理

本研究对比了水泥浆体和化学浆体（环氧树脂和聚氨酯）对节理剪切性能的影响。采用三种不同表面粗糙度等级的节理副本，分别用不同配比的水泥浆和环氧树脂浆进行灌浆处理。在恒定法向荷载（CNL）条件下进行直剪试验，以研究灌浆样品的剪切性能。结果表明，灌浆处理显著提高了岩石节理的整体剪切强度，所有灌浆样品的最大剪切强度和残余剪切强度均高于未灌浆节理。灌浆处理改善了所有样品的粘聚力，但JRC值为9的样品摩擦角下降5.26°，JRC值为14和19的样品摩擦角分别下降2.36°和3.26°。水泥浆表现出较脆的性能，而化学浆体则表现出更好的延性。灌浆混合物中水泥用量增加并不能提供更多粘聚力，反而增加了浆体的脆性。由于水泥浆的脆性特征，灌浆在剪切过程中破碎成小块，节理面接触更充分，摩擦角下降幅度较小；而环氧树脂浆的延性特征防止了浆体剥落，导致节理面接触不充分，摩擦角下降幅度较大。较大节理的灌浆粘聚力无明显变化，但天然节理和灌浆节理的摩擦角均随节理尺寸增大而增大，这与节理表面随机峰谷分布随节理尺寸增大而增加有关。

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