破断面载荷对破断面粗糙度系数的影响

破断面在法向压力（为保持包含破断面试件的稳定性，一般施加的法向压应力为岩石的单轴抗压强度）的作用下，粗糙程度和壁面抗压强度会发生变化。粗糙度系数的变化在低应力水平就可以发生，随着压应力的增加，变化量逐渐减小，应力超过3MPa后基本保持在6左右；而壁面抗压强度在应力低于0.1时变化不大，应力在0.1-0.5的范围时，随着压应力的增加明显减小，应力在0.5-0.7范围内，壁面抗压强度维持在一个恒定的值。对于细砂岩，壁面抗压强度最终维持在初始值的80% 。

岩石破断面摩擦性能研究的目的在于寻找破断面在法向压力作用下抵抗切向力的能力所遵循的规律，建立破断面上的法向压应力与摩擦（剪切）应力之间的数量关系。

破断面的摩擦性能是该面受力后诸多因素变化的综合反映，描述破断面的力学性质，可以选取破断面粗糙度系数、破断面壁面抗压强度和基本摩擦角这3个参数，它们的物理含义等同于描述裂隙力学性质的节理粗糙度系数、节理壁面抗压强度。对砂岩张拉破断面的测试结果见表1 。

砂岩破断面摩擦实验试件的尺寸为10cmX10cmX10cm，所含张拉破断面为10cmX10cm。摩擦性质实验由直接剪切仪完成。三类砂岩破断面的摩擦实验数据如表2所示。

把砂岩破断面在不同法向应力测得的摩擦应力实验值描述在坐标系中，可得到相应的摩擦规律曲线。图3-图5给出了细、中、粗3种砂岩的相关关系 。

1.砂岩破断面的粗糙程度随法向力的增加而有所减小，因此工程中砂岩破断面粗糙度系数与其所受力的作用历史有关。这一点对基本顶块体结构中周期破断影响范围以内的块体接触面十分重要。

2.砂岩破断面的基本摩擦角平均可取30°；不同种类的砂岩，其破断面的粗糙度系数和壁面抗压强度会有所变化。

3.砂岩破断面的摩擦规律可以用N. Burton的摩擦准则表示，破断面的摩擦系数与该面所受法向应力呈反变关系。

4.实验所得砂岩破断面的摩擦规律，可以用于采煤工作面基本顶中面接触块体结构的稳定性判断以及顶板来压强度计算 。2100433B

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破波阻力发现

船模在出现尾流边界层外速度亏损现象的同时，总是发现，在船模首部有波浪破碎现象。但这两者之间有无必然联系呢？沿船侧追溯上去，测量各断面的动量损失，发现它们竟然基本上（在测量误差范围内）是相等的。这就使肯定了其间的联系。边界层外的动量损失是由船首破波引起的，并命名为破波阻力。

破波阻力产生

1.波浪在艏柱面向外翻卷；2.卷入空气，出现白色泡沫；3.成项链状“旋涡” necklace vortex；4.破碎后以湍流形式流向后方，留在尾流中，而不再以波浪能量出现，故可在尾流中测量。

破波阻力是六十年代新发现的阻力成分。特点：①是由于自由面引起的。将重叠模进行深水拖曳并进行尾流测量，没有发现次尾流区。②破波阻力随Fn增大而增大，而且服从Froude的比较定律，即Fn数相等时，破波阻力系数相等。③丰满船破波阻力较大，压载情况下破波阻力要比满载时大，因为压载时B/T值增大。­破波阻力除了与船型有关外，主要与B/T和进流段长度有关。减少B/T，增大进流段长度，将能明显减少破波阻力。­理论和实验都证明，采用球鼻型船首能减少破波阻力，主要原因是减少船首波的陡直程度，而且球鼻型的船首在轻载（压载）时效果较大。