強(qiáng)度相近異性結(jié)構(gòu)面的剪切特性

崔志猛 鄧志穎 張丙武 余 灝 李 龍

(1.長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院，西安 710064；2.廣州誠(chéng)安路橋檢測(cè)有限公司，廣州 511431)

不同介質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì)存在差異，兩相介質(zhì)界面形成了力學(xué)上的薄弱環(huán)節(jié)，易產(chǎn)生沿界面方向的滑移和剪切破壞，進(jìn)而引發(fā)工程事故。近年來，巖石異性結(jié)構(gòu)面的廣泛研究為節(jié)理巖體力學(xué)的發(fā)展提供了諸多重要理論和方法[1-5]。賀建明等較早對(duì)泥巖與灰?guī)r組成的異性結(jié)構(gòu)面開展了不同粗糙度、不同正應(yīng)力下的剪切試驗(yàn)，提出了一種異性結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度準(zhǔn)則[1]。有學(xué)者對(duì)巖石-混凝土接觸界面的直剪模擬開展研究，分析兩物體接觸面的破壞過程及不同粗糙度對(duì)接觸面整體剪切性能的影響[2-3]。

表面形貌是影響結(jié)構(gòu)面剪切力學(xué)性能的重要指標(biāo)之一。當(dāng)法向應(yīng)力一定時(shí)，結(jié)構(gòu)面試件的剪切破壞方式取決于其表面形貌。結(jié)構(gòu)面表面凸起體的“剪斷效應(yīng)”及凹陷區(qū)域的“充填效應(yīng)”隨粗糙度的增大變得更顯著[6]。對(duì)于無填充物的異性結(jié)構(gòu)面而言，接觸界面形態(tài)同樣是影響剪切力學(xué)特征的一個(gè)關(guān)鍵因素[7-8]。

上覆巖層厚度產(chǎn)生的法向荷載是影響結(jié)構(gòu)面剪切強(qiáng)度和破壞特征的又一關(guān)鍵因素。方堃等發(fā)現(xiàn)壁巖組合和法向應(yīng)力對(duì)異性層面剪切力學(xué)特性的影響相互作用，提出了異性層面與同性層面軟巖抗剪強(qiáng)度之比與壁巖組合系數(shù)及法向應(yīng)力之間的關(guān)系表達(dá)式[9]。張雅慧等研究發(fā)現(xiàn)異性巖體結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度在較低正應(yīng)力下接近軟巖同性結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度；在較高正應(yīng)力下偏向硬巖同性結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度，建立了新的適用于異性結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度評(píng)價(jià)的兩類改進(jìn)Barton準(zhǔn)則[10]。范祥等通過定義組合壁面強(qiáng)度和壁面強(qiáng)度比例系數(shù)提出的軟-硬節(jié)理峰值剪切強(qiáng)度模型，克服了將壁面強(qiáng)度較低側(cè)的力學(xué)參數(shù)作為軟-硬節(jié)理計(jì)算參數(shù)這一常規(guī)做法的局限性[11]。

基于對(duì)上、下盤強(qiáng)度不等異性結(jié)構(gòu)面剪切力學(xué)行為的研究，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到其剪切強(qiáng)度和變形特性介于相同粗糙度的兩種軟、硬巖同性結(jié)構(gòu)面之間。但上、下盤強(qiáng)度相近的異性結(jié)構(gòu)面的剪切力學(xué)特性的研究成果還鮮見報(bào)道。事實(shí)上，工程實(shí)踐中存在由強(qiáng)度相近巖石組合的異性結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生的滑移問題，這種情況下須要考慮材料剛度差異對(duì)異性結(jié)構(gòu)面剪切力學(xué)性能的影響，一些學(xué)者的研究[12-14]發(fā)現(xiàn)：地震發(fā)生時(shí)，隧道圍巖與襯砌會(huì)因存在剛度差異而產(chǎn)生不同程度的壓剪變形[12-13]；圍巖-襯砌接觸面兩側(cè)材料屬性對(duì)其剪切力學(xué)性質(zhì)和破壞機(jī)制的影響大于接觸面粗糙度[14]，表明對(duì)上、下盤剛度相差較大的異性結(jié)構(gòu)面開展直剪和循環(huán)剪切試驗(yàn)研究具有理論和現(xiàn)實(shí)意義。然而，以往關(guān)于異性結(jié)構(gòu)面剪切力學(xué)特性的研究耦合了材料的強(qiáng)度和剛度的影響。因此，有必要選取剛度相差較大但強(qiáng)度相近的巖石材料組合成結(jié)構(gòu)面進(jìn)行直剪試驗(yàn)，僅分析剛度差異對(duì)不同粗糙度異性結(jié)構(gòu)面在不同法向應(yīng)力下剪切力學(xué)特征的影響。

參考相關(guān)研究[6,15]，采用4條標(biāo)準(zhǔn)剖面線表征異性結(jié)構(gòu)面粗糙度，制作4種粗糙度的石膏-砂漿試樣進(jìn)行室內(nèi)直剪試驗(yàn)，并開展數(shù)值模擬。由于兩種介質(zhì)的抗壓強(qiáng)度相近，但抗變形能力相差較大，可用以研究上、下盤強(qiáng)度相近的異性結(jié)構(gòu)面在不同法向應(yīng)力和粗糙度下的剪切變形和強(qiáng)度特性。

1 異性結(jié)構(gòu)面室內(nèi)直剪試驗(yàn)

1.1 試樣制備

4種結(jié)構(gòu)面的初始輪廓和粗糙度系數(shù)如表1所示。鑒于三維打印技術(shù)在土工試驗(yàn)中的有效應(yīng)用[11,14,16]，利用繪圖軟件將4條Barton標(biāo)準(zhǔn)剖面線[17]繪出，建立結(jié)構(gòu)面三維模型，通過三維打印獲得樹脂材料的結(jié)構(gòu)面模板(圖1a)；繪制模具圖形，制作一定規(guī)格的鋼制模具。如圖1b所示，將結(jié)構(gòu)面樹脂模板沿導(dǎo)槽插入鋼制模具澆注試樣并組裝成型。

表1 Barton標(biāo)準(zhǔn)剖面線[17]Table 1 Standard Barton’s section lines[17]

a—結(jié)構(gòu)面樹脂模板；b—澆筑用模具。圖1 制樣模具Fig.1 The mold for specimen preparation

選用快硬性模具石膏、普通硅酸鹽水泥和河沙為原材料制作不同粗糙度結(jié)構(gòu)面試塊。圖2a為制作成型的石膏試樣，尺寸為150 mm×100 mm×75 mm，主要制作步驟為：將石膏粉與水以1∶1.2的質(zhì)量比混合、攪拌、澆注、初凝后脫模。采用同樣的尺寸制作水泥砂漿試塊，主要制作步驟為：將水泥和砂子以1∶5的質(zhì)量比干拌，再注入與水泥等質(zhì)量的水，將混合物攪拌、澆注、帶模養(yǎng)護(hù)、脫模。同時(shí)，按照兩種配比制作100 mm×50 mm的標(biāo)準(zhǔn)圓柱體試樣。將制得的石膏試塊和水泥砂漿試塊按標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護(hù)28 d。如圖2b所示，將養(yǎng)護(hù)完成后的同種粗糙系數(shù)石膏試塊和水泥砂漿試塊組合得到4種粗糙系數(shù)的異性結(jié)構(gòu)面試樣(GM)，試樣編號(hào)與粗糙系數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。在進(jìn)行直剪試驗(yàn)前，對(duì)兩種標(biāo)準(zhǔn)圓柱體試樣開展單軸壓縮試驗(yàn)，獲得兩種類巖材料的基本力學(xué)參數(shù)如表2所示。

a—石膏或水泥砂漿試樣；b—石膏-水泥砂漿異性結(jié)構(gòu)面試樣，mm。圖2 異性結(jié)構(gòu)面組合Fig.2 Combinations of specimens with anisotropic structural surfaces

表2 材料基本力學(xué)參數(shù)Table 2 Basic mechanical indexes of materials

1.2 直剪試驗(yàn)

利用直剪試驗(yàn)機(jī)對(duì)GM異性結(jié)構(gòu)面試樣進(jìn)行直剪試驗(yàn)，加載方向從左向右。考慮到石膏在較高法向應(yīng)力下可能發(fā)生破壞，影響直剪試驗(yàn)結(jié)果，而法向應(yīng)力宜按等間距梯度取值，結(jié)合表2中石膏試樣的單軸抗壓強(qiáng)度值，最終每種粗糙系數(shù)結(jié)構(gòu)面試樣均在0.3，0.5，0.7 MPa三種低法向應(yīng)力下進(jìn)行直剪試驗(yàn)，施加剪切位移的速率為0.15 mm/min。

1.3 離散元模型及參數(shù)

利用離散元軟件PFC2D建立相對(duì)應(yīng)的數(shù)值模型(NGM)模擬GM結(jié)構(gòu)面的直剪破壞特征。NGM中顆粒之間的接觸采用平行黏結(jié)模型(PBM)，基于表2中的材料基本力學(xué)參數(shù)對(duì)NGM試樣進(jìn)行細(xì)觀參數(shù)標(biāo)定，標(biāo)定結(jié)果如表3所示。

表3 平行黏結(jié)模型細(xì)觀參數(shù)Table 3 Micro-parameters of PBM

根據(jù)表3中的細(xì)觀參數(shù)，建立如圖3a所示的數(shù)值模型，青色代表石膏，綠色代表砂漿，兩者接觸面采用光滑節(jié)理模型(SJM)，SJM細(xì)觀參數(shù)見表4。如圖3b所示，對(duì)NGM在水平向和豎直向均進(jìn)行伺服控制，達(dá)到伺服平衡后，卸除水平向伺服應(yīng)力，保持法向應(yīng)力，施加0.25×10-3m/s的水平速度，NGM采用同室內(nèi)剪切試驗(yàn)的3種法向應(yīng)力，結(jié)構(gòu)面剪切方向與室內(nèi)直剪試驗(yàn)一致。

圖3 異性結(jié)構(gòu)面試樣數(shù)值模型及加載方式Fig.3 The numerical model of specimens with anisotropic structural surfaces and the loading patterns

表4 光滑節(jié)理模型細(xì)觀參數(shù)Table 4 Micro-parameters of SJM

2 異性結(jié)構(gòu)面剪切變形特性研究

2.1 不同法向應(yīng)力下的剪切應(yīng)力-位移曲線

對(duì)比4類異性結(jié)構(gòu)面試樣在3種不同法向應(yīng)力下的剪切應(yīng)力-位移曲線(圖4),可以看出主要有兩種形式：1)剪切變形曲線在初始階段呈上凹型，隨剪切位移的增長(zhǎng)，剪切應(yīng)力增長(zhǎng)變快，但未出現(xiàn)明顯的峰值剪切強(qiáng)度和屈服階段，最終表現(xiàn)出穩(wěn)定的剪切強(qiáng)度(圖4a，4b)。這是由于在剪切作用下，結(jié)構(gòu)面上方石膏的變形不斷累積，在到達(dá)峰值強(qiáng)度時(shí)局部區(qū)域已經(jīng)出現(xiàn)明顯破壞，故剪切強(qiáng)度不會(huì)隨剪切變形增長(zhǎng)顯著降低。2)隨著剪切變形的產(chǎn)生，剪切應(yīng)力上升較快，近似呈線性增長(zhǎng)，在峰值前增長(zhǎng)變緩；峰后剪切表現(xiàn)為沿著結(jié)構(gòu)面滑移的軟化過程(圖4c，4d)。這種軟化現(xiàn)象可以解釋為試件局部凸起體發(fā)生壓剪碎裂，使試件剪切剛度驟減，最后剪切進(jìn)入沿結(jié)構(gòu)面滑移的軟化階段[18]。

a—粗糙系數(shù)為6.7；b—粗糙系數(shù)為10.8；c—粗糙系數(shù)為 14.5；d—粗糙系數(shù)為18.7?！?.3 MPa；—0.5 MPa；—0.7 MPa。圖4 不同法向應(yīng)力下的剪切應(yīng)力-位移曲線Fig.4 Curves between shear stress and displacement of specimens under different normal stress

2.2 不同粗糙系數(shù)的剪切應(yīng)力-位移曲線

為進(jìn)一步分析異性結(jié)構(gòu)面粗糙度對(duì)其剪切變形特性的影響，分別對(duì)比3種法向應(yīng)力下4類粗糙系數(shù)異性結(jié)構(gòu)面的剪切應(yīng)力-位移曲線如圖5所示。在法向應(yīng)力為0.3 MPa時(shí)(圖5a)，4類粗糙系數(shù)異性結(jié)構(gòu)面的剪切應(yīng)力-位移曲線在殘余變形階段出現(xiàn)不同程度的波動(dòng)，且粗糙系數(shù)值小的結(jié)構(gòu)面波動(dòng)較大。隨著法向應(yīng)力的增長(zhǎng)，剪切應(yīng)力-位移曲線在峰值后的波動(dòng)消失(圖5b，5c)。低粗糙系數(shù)異性結(jié)構(gòu)面的剪切應(yīng)力-位移曲線到達(dá)峰值后即進(jìn)入殘余變形階段，而較高粗糙系數(shù)異性結(jié)構(gòu)面的剪切應(yīng)力-位移曲線存在明顯的軟化階段。

出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能的原因是：低粗糙系數(shù)異性結(jié)構(gòu)面的表面相對(duì)平緩，微凸體過小且較分散，在低法向應(yīng)力下發(fā)生多次爬坡，故剪切應(yīng)力-位移曲線在峰后反復(fù)波動(dòng)。當(dāng)法向應(yīng)力增大，粗糙系數(shù)小的異性結(jié)構(gòu)面表面起伏較小，大量的微凸體被壓碎，異性結(jié)構(gòu)面上盤在剪切應(yīng)力作用下僅克服摩擦滑動(dòng)，故剪切應(yīng)力隨剪切變形的增長(zhǎng)最終保持穩(wěn)定，表現(xiàn)為殘余剪切強(qiáng)度；粗糙系數(shù)大的異性結(jié)構(gòu)面表面起伏較大，爬坡模式減弱，啃斷模式增強(qiáng)，所以剪切曲線在峰后表現(xiàn)為沿結(jié)構(gòu)面滑移的軟化現(xiàn)象。

a—法向應(yīng)力為0.3 MPa；b—法向應(yīng)力為0.5 MPa；c—法向應(yīng)力為0.7 MPa。—粗糙系數(shù)為6.7；—粗糙系數(shù)為10.8；—粗糙系數(shù)為14.5；—粗糙系數(shù)為18.7。圖5 不同粗糙系數(shù)下的剪切應(yīng)力-位移曲線Fig.5 Curves between shear stress and displacement of specimens in different joint roughness coefficients

2.3 峰值剪切強(qiáng)度

在巖體結(jié)構(gòu)面剪切力學(xué)中，抗剪強(qiáng)度是衡量結(jié)構(gòu)面抗剪切能力的重要指標(biāo)之一。為了分析粗糙系數(shù)和法向應(yīng)力對(duì)強(qiáng)度相近異性結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度的影響，基于GM試樣的室內(nèi)直剪試驗(yàn)結(jié)果，擬合出4種不同粗糙系數(shù)異性結(jié)構(gòu)面在3種法向應(yīng)力下抗剪強(qiáng)度的線性關(guān)系(圖6)。

粗糙系數(shù)為6.7； 粗糙系數(shù)為10.8； 粗糙系數(shù)為14.5； 粗糙系數(shù)為18.7。圖6 GM結(jié)構(gòu)面峰值剪切強(qiáng)度與法向應(yīng)力擬合曲線Fig.6 Fitting curves between shear strength and normal stress of specimens with GM structural surfaces

從圖6可見：同種粗糙系數(shù)異性結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度均隨法向應(yīng)力的增大而增大，4條擬合曲線從緩到陡粗糙系數(shù)依次為6.7、10.8、14.5、18.7，表明抗剪強(qiáng)度隨法向應(yīng)力增長(zhǎng)快慢與粗糙系數(shù)正相關(guān)。相同法向應(yīng)力下，異性結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度隨粗糙系數(shù)增大而增大；上、下點(diǎn)的剪切應(yīng)力之差Δτp隨法向應(yīng)力增大不斷增大，即Δτp的增長(zhǎng)速率與法向應(yīng)力正相關(guān)，表明兩種粗糙系數(shù)異性結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度隨法向應(yīng)力的增大相差越來越大。事實(shí)上，在法向應(yīng)力較小時(shí)，低粗糙系數(shù)異性結(jié)構(gòu)面的上盤在剪切應(yīng)力作用下沿下盤表面的微凸體發(fā)生爬坡；粗糙系數(shù)的增大使異性結(jié)構(gòu)面表面的微凸體演化成凸臺(tái)，當(dāng)法向應(yīng)力增大，異性結(jié)構(gòu)面上盤沿微凸體爬坡的模式減弱，剪切應(yīng)力和法向應(yīng)力的復(fù)合作用使凸臺(tái)被剪斷或拉破壞，甚至沿根部被剪斷[19]，故需要消耗更大的剪切應(yīng)力，而異性結(jié)構(gòu)面的粗糙系數(shù)越大，凸臺(tái)數(shù)量多且起伏度大，故剪切強(qiáng)度隨法向應(yīng)力、粗糙系數(shù)的增大而快速增大。

3 強(qiáng)度相近異性結(jié)構(gòu)面剪切破壞特征

3.1 剪切破壞特征

為研究強(qiáng)度相近異性結(jié)構(gòu)面的剪切特征，在數(shù)值模擬中通過程序控制輸出不同粗糙度結(jié)構(gòu)面模型的漸進(jìn)性剪切破壞過程的圖片(表5)，其中紅色區(qū)域代表微裂紋，由于篇幅受限，僅以粗糙系數(shù)為6.7、10.8的NGM結(jié)構(gòu)面為例進(jìn)行說明。在不同法向應(yīng)力下，2種NGM結(jié)構(gòu)面剛度較低的石膏盤均率先開裂，隨剪切位移增大，剛度高的砂漿盤出現(xiàn)微裂紋，導(dǎo)致微裂紋數(shù)迅速增加，之后增長(zhǎng)變緩。對(duì)同種粗糙系數(shù)結(jié)構(gòu)面，不同破壞階段的微裂紋數(shù)隨法向應(yīng)力的增大而增大。剪切位移增大伴隨著剪脹的發(fā)生，在剪切后期，微裂紋發(fā)育趨于飽和，結(jié)構(gòu)面的上、下盤出現(xiàn)明顯間隙。

表5 GM結(jié)構(gòu)面漸進(jìn)性剪切破壞過程Table 5 Progressive shear failure processes for specimens of NGM-1 and NGM-2

3.2 粗糙系數(shù)和法向應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)面剪切破壞的影響

不同粗糙系數(shù)和法向應(yīng)力下4種NGM結(jié)構(gòu)面的剪切破壞結(jié)果如表6所示，由于篇幅受限，僅列舉了在0.5 MPa下直剪破壞后的結(jié)構(gòu)面形貌。不難發(fā)現(xiàn)：NGM結(jié)構(gòu)面的破壞程度及破壞范圍受粗糙系數(shù)影響顯著；當(dāng)粗糙系數(shù)較小時(shí)(NGM-1)，結(jié)構(gòu)面的破壞程度較小，破壞位置相對(duì)分散，表明低起伏度異性結(jié)構(gòu)面在剪切過程中受力較均勻；隨粗糙系數(shù)和法向應(yīng)力增大，破壞程度相對(duì)增大，但破壞位置在結(jié)構(gòu)面上較集中，出現(xiàn)在沿剪切方向爬坡處(NGM-2和NGM-3)。當(dāng)粗糙系數(shù)達(dá)到最大時(shí)(NGM-4)，破壞程度達(dá)到最大，沿結(jié)構(gòu)面輪廓線均有破壞，且起伏度大的位置破壞較嚴(yán)重，上盤相對(duì)下盤發(fā)生較明顯的法向位移，這可能是因?yàn)榇蟠植谙禂?shù)結(jié)構(gòu)面表面粗糙情況復(fù)雜，剪切過程中切齒現(xiàn)象幾乎遍布結(jié)構(gòu)面。

表6 GM結(jié)構(gòu)面剪切破壞模式Table 6 Shear failure modes for specimens with GM structural surfaces

從表6還可以看出：直剪試驗(yàn)后，結(jié)構(gòu)面上盤出現(xiàn)明顯破損，僅高粗糙系數(shù)的下盤出現(xiàn)輕微剝落；下盤表面的凹槽因結(jié)構(gòu)面起伏差異殘留了不同程度的石膏碎屑；隨著粗糙系數(shù)的增大，殘留面積和深度也逐漸增加，表明強(qiáng)度相近的異性結(jié)構(gòu)面在直剪過程中主要在剛度較低側(cè)發(fā)生破壞；隨著法向應(yīng)力的增大，4種NGM結(jié)構(gòu)面的破壞范圍均增加，NGM-1和NGM-4的破壞程度也相應(yīng)增大，微裂紋由結(jié)構(gòu)面表面往上、下盤縱深發(fā)展，這是因?yàn)檩^高法向荷載下，結(jié)構(gòu)面損傷程度較大，在上、下盤形成損傷裂紋。

3.3 剪切破壞模式

如表6所示，直剪試驗(yàn)和數(shù)值模擬下4種異性結(jié)構(gòu)面的形貌變化相似。低粗糙系數(shù)結(jié)構(gòu)面的表面相對(duì)平緩，微凸體過小而零散，因此NGM-1的破壞程度較小，破壞位置在結(jié)構(gòu)面上相對(duì)分散，最終發(fā)生爬坡破壞。中等粗糙系數(shù)結(jié)構(gòu)面表面起伏大，但微凸體數(shù)量少，模型在剪切作用下出現(xiàn)較為明顯的剪脹現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)面沿剪切方向表現(xiàn)出爬坡和啃斷交替作用，這就可以解釋破壞僅發(fā)生在結(jié)構(gòu)面上有限位置，集中出現(xiàn)在沿剪切方向爬坡處；NGM-2和NGM-3的破壞程度相對(duì)NGM-1增加，最終發(fā)生爬坡-啃斷破壞。高粗糙系數(shù)結(jié)構(gòu)面表面的微凸體轉(zhuǎn)化為凸臺(tái)，且數(shù)量較多，結(jié)構(gòu)面上、下盤的吻合度較高，因此在剪切力和法向荷載的復(fù)合作用下，結(jié)構(gòu)面沿剪切方向表現(xiàn)為沿根部啃斷，NGM-4出現(xiàn)全結(jié)構(gòu)面啃斷現(xiàn)象和局部損傷裂紋，最終發(fā)生啃斷破壞。

4 結(jié)束語

1)4種粗糙度強(qiáng)度相近異性結(jié)構(gòu)面試樣的剪切應(yīng)力-位移曲線主要分為兩類。與上、下盤強(qiáng)度相差較大的異性結(jié)構(gòu)面類似，強(qiáng)度相近異性結(jié)構(gòu)面的剪切變形和峰值剪切強(qiáng)度受結(jié)構(gòu)面粗糙度和法向應(yīng)力的雙重影響。低粗糙系數(shù)的異性結(jié)構(gòu)面在低法向應(yīng)力下的剪切應(yīng)力-位移曲線在峰后具有小幅波動(dòng)，但曲線波動(dòng)隨法向應(yīng)力、粗糙系數(shù)增大前逐漸消失。

2)粗糙系數(shù)一定時(shí)，強(qiáng)度相近異性結(jié)構(gòu)面的剪切應(yīng)力增長(zhǎng)速度與法向應(yīng)力正相關(guān)；同法向應(yīng)力下，高粗糙系數(shù)強(qiáng)度相近的異性結(jié)構(gòu)面的剪切應(yīng)力增長(zhǎng)得快。與強(qiáng)度相差較大的異性結(jié)構(gòu)面類似，粗糙系數(shù)越大，法向應(yīng)力越高，強(qiáng)度相近異性結(jié)構(gòu)面的峰值剪切強(qiáng)度越大。

3)強(qiáng)度相近的異性結(jié)構(gòu)面的破壞主要發(fā)生在剛度較低側(cè)。隨粗糙系數(shù)增大，4種強(qiáng)度相近的異性結(jié)構(gòu)面的破壞范圍和破壞模式有明顯變化，先后經(jīng)歷了爬坡破壞、爬坡-啃斷破壞、啃斷破壞。隨法向應(yīng)力增大，強(qiáng)度相近異性結(jié)構(gòu)面的破壞范圍相應(yīng)增大，破壞程度也相應(yīng)增大。