岩体结构面粗糙度系数尺寸效应全域搜索测量方法.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CN109029334A(43)申请公布日2018.12.18(21)申请号201810761471.2(22)申请日2018.07.12(71)申请人雍睿地址312000浙江省绍兴市越城区盛世名苑6-2-1205申请人杜时贵(72)发明人杜时贵雍睿(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6页(54)发明名称岩体结构面粗糙度系数尺寸效应全域搜索测量方法(57)摘要一种岩体结构面粗糙度系数尺寸效应全域搜索测量方法，包括以下步骤：(1)系列尺寸结构面粗糙度试样全域搜索和全样本提取，依据全域搜索分别得到的系列尺寸结构面全样本，依次提取尺寸试样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尺寸效应规律分析。本发明提供一种使岩体结构面粗糙度系数尺寸效应测量结果具有可重复性和唯一性的岩体结构面粗糙度系数尺寸效应全域搜索测量方法。CN109029334ACN109029334A权利要求书1/1页1.一种岩体结构面粗糙度系数尺寸效应全域搜索测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)系列尺寸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li的试样，li≤L，该尺寸所有可能的取样总样本数为Ni，通过以下公式计算得到：结构面粗糙度试样全域搜索的过程如下：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li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li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Ni组长度为li的结构面轮廓线。1.3.4)重复上述步骤，直到搜索出所有系列尺寸结构面的轮廓线；1.4：依据步骤1.3全域搜索分别得到的系列尺寸结构面全样本，依次提取尺寸试样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尺寸效应规律分析。2.如权利要求1所述的一种岩体结构面粗糙度系数尺寸效应全域搜索测量方法，其特征在于，所述步骤(2)中，JRC全样本测量的过程如下：2.1：导入系列尺寸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所述的一种岩体结构面粗糙度系数尺寸效应全域搜索测量方法，其特征在于，所述步骤(3)中，JRC尺寸效应规律分析的过程如下：3.1：分别对每个尺寸条件下，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；3.2：对系列尺寸结构面的表征值进行分析，确定结构面粗糙度系数尺寸效应规律。4.如权利要求1或2所述的一种岩体结构面粗糙度系数尺寸效应全域搜索测量方法，其特征在于，所述步骤1.3中，依据试样尺寸大小，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。2CN109029334A说明书1/5页岩体结构面粗糙度系数尺寸效应全域搜索测量方法技术领域[0001]本发明涉及一种岩体结构面粗糙度系数(JRC)尺寸效应测量方法，特别的是本发明所提出的JRC尺寸效应全域搜索测量方法，颠覆了统计精度的传统认识，通过系列尺寸试样的全域搜索和JRC全样本测量，确保了结构面JRC尺寸效应规律的可重复性和唯一性，本发明属于工程技术领域。背景技术[0002]结构面是岩体中的薄弱环节，其抗剪强度参数的准确获取不管对岩体稳定性评价，还是基础建设工程设计，均具有至关重要的作用。结构面力学性质随取样尺寸的增大而变化是众所周知的现象，尺寸效应已成为研究结构面力学行为不可忽略的一个部分。结构面粗糙度系数与抗剪强度具有很好的一致性，粗糙度系数尺寸效应是结构面力学性质尺寸效应的本质根源。系统总结和分析结构面粗糙度系数的尺寸效应规律，是研究大、中、小等多种尺度岩体结构面抗剪强度参数的重要方面，具有重大的工程实用价值。近50年来，学者们陆续开展了大量有关结构面力学行为尺寸效应的研究工作，并尝试借助试验手段揭示岩体结构面尺寸效应的一般规律。岩体结构面的形成与发展经