基于光照技术的配称结构面有效受剪区域量化研究

结构面的有效受剪区域直接影响其抗剪性能，在以往结构面粗糙度和接触状态分析的基础上，结合结构面的形貌特征扫描和光照技术，对配称结构面有效受剪区域的量化分析方法进行了研究。结果表明：（1）在光源照射下，结构面上的光亮部分较好地反映了剪切过程中的有效受剪区域，对不同入射角下三维光亮面积百分比（BAP3D）的值进行了统计，随着入射角度的增大，结构面三维光亮面积百分比（BAP3D）整体呈近似S型的增长趋势；（2）将结构面有效受剪区域面积与结构面总面积的比值定义为有效受剪系数（JEC），结合Patton模型，从理论上分析确定了光源最佳入射角度φB=90°–(φb+i)（φb为结构面基本摩擦角，i为结构面平均起伏角），此时，光亮区域面积和实际有效受剪面积一致，对应BAP3D即为所求的结构面有效受剪系数；（3）考虑有效受剪系数，对Barton剪切力学模型进行修正，建立了修正的结构面剪切力学模型，验证分析表明该模型能较准确地估算结构面的抗剪强度。