基于离散元法(DEM)的相同粗糙度指标θ*max/(C+1)岩体裂隙剪切力学特性研究

本研究针对岩体裂隙粗糙度指标θ*max/(C+1)与剪切力学特性关联性未验证的问题，来自国内的研究团队通过离散元法(DEM)数值直剪试验，建立了10种标准粗糙度剖面，校准了岩体微观力学参数。研究发现相同粗糙度等级的裂隙试样表现出差异化的剪切力学指标，且离散程度随粗糙度增加而增大。θ*max/(C+1)指标在不考虑离散化时可有效反映裂隙粗糙度等级和宏观剪切特性，为岩体工程稳定性评估提供了新依据。

　　

岩体裂隙的粗糙特征定量化描述是预判其剪切力学行为的关键所在。这项研究采用离散元法(DEM)这一"数字显微镜"技术，对具有相同θ*_max/(C+1)粗糙度指标的裂隙试样展开数值直剪试验的"虚拟解剖"。通过精心校准的微观力学参数，研究团队成功重建了10种标准粗糙度剖面的"数字孪生"模型。

试验数据揭示了一个有趣现象：就像同卵双胞胎可能发展出不同性格，具有相同粗糙度评级的裂隙在剪切过程中展现出个性鲜明的力学响应。随着粗糙度增加，这种"性格差异"愈发明显——剪切强度指标的离散程度呈放大趋势。深入观察发现，裂隙形态的微妙差异会导致接触力分布模式和破坏特征的显著不同，就像指纹的独特性影响着接触面的力学"对话"。

研究证实，在不考虑离散化效应时，θ*_max/(C+1)这个看似简单的数学表达式，竟能像"力学翻译器"般准确解读裂隙粗糙度等级和宏观剪切特性的密码。这项发现为岩体工程稳定性预测提供了新的"解码手册"，使得通过简单参数预判复杂力学行为成为可能。