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节理对岩体强度、变形等力学特性以及岩体工程稳定性起着控制性的影响作用，节理在循环剪切荷载作用下的强度劣化机理及变形破坏特征研究是岩体工程响应和安全性评价的重要基础性工作。
首先，本文对人工模拟节理试件进行了系统的常法向应力下的循环剪切试验，分析了节理的强度、变形特性及破坏特征；其次，提出了节理微凸体微观概化模型，从微观机理方面解释了剪切宏观力学响应规律；最后，建立了节理循环剪切扰动状态本构模型。具体研究工作如下：
(1)采用石膏材料浇注了含4个一阶起伏角、5个二阶起伏角组合的20种人工模拟节理试件，每个试件进行了5个常法向应力水平下的循环剪切试验。循环剪切宏观力学响应曲线表明：节理抗剪强度、峰值剪胀角、剪切刚度随循环剪切次数增大而衰减；二阶起伏体对节理剪切力学特性有重要影响，且主要体现在前几个剪切循环中，在相关的计算中不能完全忽略。
(2)基于试验结果，分析了一阶起伏角、二阶起伏角、法向应力对节理抗剪强度、多峰剪切应力、峰值剪胀角、剪切刚度及试件破坏特征的影响规律，回归分析得到了能够反映二阶起伏角影响的节理抗剪强度经验公式、多峰剪应力衰减经验公式、峰值剪胀角衰减经验公式，上述经验公式计算结果与试验值吻合较好。
(3)提出了节理球状微凸体微观概化模型。基于Hertz接触理论，计算了法向、切向荷载作用下球状微凸体的应力分布，从理论上分析了摩擦系数、法向应力、循环剪切次数(通过接触半径间接反映)对微凸体破损的影响规律，从微观机理上阐释了节理剪切宏观力学特性。
(4)基于扰动状态理论，建立了节理循环剪切本构模型。在本构模型中，采用Mohr-Coulomb模型作为相对完整状态，光滑节理完全滑动摩擦模型作为完全调整状态，采用能够反映二阶起伏体导致的软化-硬化交替现象的、与宏观力学响应规律及微观剪切机理结果相一致(均遵循负指数规律)的扰动因子演化方程，经与试验进行对比，本文提出的本构模型是有效的。