技術領域

本發明涉及一種巖體結構面抗剪強度尺寸效應試驗技術領域，尤其是一種結構面抗剪強度尺寸效應試驗裝置等效性檢驗方法。

背景技術

巖體結構面抗剪強度具有尺寸效應的特性，即隨著結構面尺寸的增大，其抗剪強度存在減少的趨勢，當尺度增大到一定程度后其抗剪強度趨于恒定，因此，為得到巖體結構面抗剪強度的尺寸效應規律，并確定結構面抗剪強度的穩定閾值，需開展不同尺寸的結構面抗剪強度直剪試驗。根據水利水電工程巖石試驗規程（DL/T5368—2007），試驗加載的最大法向應力不宜小于工程壓力，且每個試樣尺寸分別有5級荷載要求。以試驗的試樣尺寸跨度為（100mm×100mm-1000mm×1000mm）為例，設尺寸為100mm×100mm試樣的5級加載荷載值分別為X(kN)、2X(kN)、3X(kN)、4X(kN)、5X(kN),那么尺寸為1000mm×1000mm的5級加載荷載值則分別為100X(kN)、200X(kN)、300X(kN)、400X(kN)、500X(kN)，荷載的加載跨度為500倍。為了得到穩定的抗剪強度試驗結果，最好能在同一臺直剪儀上實現10個離散尺寸的直剪試驗，即能同時滿足不同荷載下的精度要求。

目前的設備條件下，采用同一臺直剪儀難以滿足結構面試樣大跨度的尺寸范圍及荷載測量精度要求。因此，為了滿足N個離散尺寸的試驗尺寸范圍及量測精度要求，至少需要兩臺及兩臺以上臺數的直剪儀方能滿足不同尺度的試驗要求。而為了滿足各臺直剪儀互相之間測試結果的等效性，還需要各臺直剪儀所測試的結構面試樣尺寸有重疊。由于不同直剪儀的測試系統均會存在一定的誤差，如何比較和檢驗各臺直剪儀試驗結果的等效性以滿足試驗統計要求，是利用不同尺度直剪試驗來研究巖體結構面抗剪強度尺寸效應規律的關鍵工作。

發明內容

為了克服已有技術的無法檢驗各臺直剪儀試驗結果的等效性的不足，本發明提供了一種有效檢驗各臺直剪儀試驗結果的等效性、可操作性強、成本低廉的結構面抗剪強度尺寸效應試驗裝置等效性檢驗方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種結構面抗剪強度尺寸效應試驗裝置等效性檢驗方法，所述試驗裝置由n臺直剪儀組成，n臺試驗尺寸從小至大的直剪儀對應重疊的試樣尺寸分別為L₁×L₁，L₂×L₂，……，L_n-1×L_n-1，試驗裝置等效性檢驗方法包括以下步驟：

（1）令試樣尺寸為L_x×L_x為其中兩臺直剪儀的重疊尺寸，其中x=1～n-1，試樣尺寸為L_x×L_x的相同巖體結構面分別在大小不同直剪儀上進行抗剪強度測試，相對小型的直剪儀記為第x臺直剪儀，先采用第x臺直剪儀對至少5組相同的試樣尺寸L_x×L_x的結構面進行抗剪強度試驗，測得的具有預設保證率的抗剪強度，取其平均值，記為

（2）相對大型的直剪儀記為第x+1臺直剪儀，然后再采用第x+1臺直剪儀對至少5組相同的試樣尺寸L_x×L_x的結構面進行抗剪強度試驗，測得的具有預設保證率的抗剪強度，取其平均值，記為

（3）對兩臺直剪儀所測試的尺寸相同的巖體結構面抗剪強度進行等效性檢驗，分別對比和的大小，如果二者誤差在允許誤差范圍內，確定兩臺大小直剪儀的測試數據是可信的，計算得到尺寸為L_x×L_x的抗剪強度：否則分別對兩臺不同直剪儀的量測系統進行標定，然后重復步驟（1）和步驟（2），直到同一試樣的相同尺寸結構面在大小兩臺不同直剪儀所測試的抗剪強度誤差位于允許誤差范圍內；

（4）采用上述步驟（1）（2）（3）的方法，分別對n臺直剪儀互相重疊的試樣L₁×L₁，L₂×L₂，……，L_n-1×L_n-1進行等效性檢驗。

進一步，所述步驟（3）中，誤差為相對誤差μ，