摘要：天然岩体中存在多组随机结构面,同时结构面几何上存在粗糙特性,基于这两种特性,建立了一种粗糙离散节理网络（Rough Discrete Fractures Network）RDFN模型,并基于颗粒流PFC2D开展了RDFN模型直剪条件下力学特性研究,与直线型DFN模型进行了对比。结果表明：节理几何粗糙特性对裂隙岩体的抗剪特性影响显著。相同加载条件下,考虑粗糙性后RDFN模型的抗剪强度、剪切模量均较DFN模型显著增高;DFN模型中微裂纹沿节理方向贯通,局部存在少量的基岩破坏,RDFN模型破坏模式相对复杂,沿剪切方向基岩单元破坏显著;随着样本尺寸的增大,节理模型的抗剪强度、剪切模量总体上均呈现降低趋势;尺寸效应分析结果表明抗剪指标均在尺寸达到4.0 m后趋于稳定。

关键词：节理岩体 粗糙节理网络模型 直剪试验 尺寸效应 数值模拟 

单位：北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室; 北京100083; 长沙矿山研究院有限责任公司金属矿山安全技术国家重点实验室; 湖南长沙410012; 北京科技大学城市与地下空间工程北京市重点实验室; 北京100083