岩体结构面粗糙度系数全域搜索测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109099880A(43)申请公布日2018.12.28(21)申请号201810761525.5(22)申请日2018.07.12(71)申请人杜时贵地址312000浙江省绍兴市越城区盛世名苑10-2-2406申请人雍睿(72)发明人雍睿杜时贵(74)专利代理机构杭州斯可睿专利事务所有限公司33241代理人王利强(51)Int.Cl.G01B21/30(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称岩体结构面粗糙度系数全域搜索测量方法(57)摘要一种岩体结构面粗糙度系数全域搜索测量方法，包括以下步骤：(1)结构面粗糙度试样全域搜索和全样本提取：1.1：对需要测试的原岩结构面进行粗糙起伏轮廓信息采集，自动化读取并存储原始结构面轮廓线的坐标数据；1.2：采用傅里叶级数对结构面轮廓线逼近；1.3：按最大采样间距重新提取结构面轮廓线坐标数据；1.4：在原始结构面轮廓线上提取长度为l的试样；1.5：依据全域搜索得到的长度为l的结构面全样本，依次提取各样本上所有点的空间坐标数据，根据样本对应位置分别进行编号与保存；(2)JRC全样本测量；(3)JRC全样本分析。本发明保证JRC测量结果的可重复性和唯一性，避免人为因素对JRC测量结果的影响。CN109099880ACN109099880A权利要求书1/1页1.一种岩体结构面粗糙度系数全域搜索测量方法，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤：(1)结构面粗糙度试样全域搜索和全样本提取，过程如下：1.1：对需要测试的原岩结构面进行粗糙起伏轮廓信息采集，自动化读取并存储原始结构面轮廓线的坐标数据，原岩结构面实际长度为L；1.2：按采样间距SI对自动化读取得到的结构面轮廓线坐标数据进行处理，重新提取结构面轮廓线坐标数据；1.3：在原始结构面轮廓线上提取长度为l的试样，l≤L，该尺寸所有可能的取样总样本数为N，通过以下公式计算得到：结构面粗糙度试样全域搜索过程为：1.3.1)将原始结构面轮廓线的起点作为起始坐标，搜索沿测量方向长度为l范围内的结构面轮廓线上所有坐标点；1.3.2)将距离原始结构面轮廓线起点SI的位置作为新的起始坐标，搜索沿测量方向长度为l范围内的结构面轮廓线上所有坐标点；1.3.3)重复上述步骤，直到搜索出所有N组长度为l的结构面轮廓线；1.4：依据步骤1.3全域搜索得到的长度为l的结构面全样本，依次提取各样本上所有点的空间坐标数据，根据样本对应位置分别进行编号与保存；(2)JRC全样本测量；(3)JRC全样本分析。2.如权利要求1所述的岩体结构面粗糙度系数全域搜索测量方法，其特征在于，所述步骤(2)中，JRC全样本测量过程如下：2.1：导入结构面全样本轮廓线数据；2.2：采用修正直边方法或Barton直边法简明公式分别计算每个样本的粗糙度系数，保存计算结果。3.如权利要求1或2所述的岩体结构面粗糙度系数全域搜索测量方法，其特征在于，所述步骤(3)中，JRC全样本分析过程为：对JRC全样本测量结果进行分析，计算JRC全样本的算术平均值，并将该值作为JRC全样本的表征值。4.如权利要求1或2所述的岩体结构面粗糙度系数全域搜索测量方法，其特征在于，所述步骤1.2中，采用傅里叶级数对结构面轮廓线逼近，确定结构面轮廓线的傅里叶级数最低阶次，依据香农定理计算最大采集间距SI；按最大采样间距SI对自动化读取得到的结构面轮廓线坐标数据进行处理。2CN109099880A说明书1/5页岩体结构面粗糙度系数全域搜索测量方法技术领域[0001]本发明属于工程技术领域，涉及一种岩体结构面粗糙度系数(JRC)测量方法，特别的是本发明所提出的JRC全域搜索测量方法，颠覆了统计精度的传统认识，通过样本全域搜索和JRC全样本测量，确保了结构面JRC测量结果的可重复性和唯一性。背景技术[0002]结构面是岩体中的薄弱环节，岩体往往是沿着软弱结构面发生破坏的，而岩体结构面粗糙度是决定岩体结构面力学性质的重要因素。近50年来，学者们开展了大量有关结构面粗糙度的研究工作，并尝试从经验取值法、分形维数法和数理统计法等方面量化结构面粗糙度。由于岩体结构面的形成与发展经历了地质历史时期各种内外动力地质作用的改造和影响，致使结构面发育特征差异大，岩体结构面表面形态呈现出各质异性、各向异性和非均一性和尺寸效应基本特征。这些特征对结构面粗糙度测量造成很大影响，特别是结构面随取样位置不同，结构面起伏形态、力学性质存在明显不同。因此，结构面粗糙度测量结果具有不确定性，而且当试样尺寸越小、粗糙度越大时，这种不确定性越显著。为了较准确地确定出结构面粗糙度系数，人们往往采用定向统计测量方法间接地研究结构面起伏形态特征，一些代表性的研究如下：[00