节理岩体结构面产状的动态聚类分析_范雷.pdf

第28卷第11期岩土力学Vol.28No.11
2007年11月RockandSoilMechanicsNov.2007

文章编号：1000－7598－(2007)11－2405－04

节理岩体结构面产状的动态聚类分析

11,21
范雷，王亮清，唐辉明

（1.中国地质大学工程学院，武汉430074；2.武汉理工大学土木工程与建筑学院，武汉430070）

摘要：节理岩体结构面的优势产状是进行Mnote-carlo模拟和岩体稳定性分析的基础。玫瑰花图、等密度图等传统的图形
分析方法比较粗糙，其结果只是相对的优势组数划分，无法准确地给出结构面的优势产状，使得分组结果在实际中应用不便。
为弥补上述不足，采用改进的动态聚类分析方法，构造空间直角坐标系，以结构面的单位法向量表示其产状，并根据球面上
两点之间的球面距离对结构面产状进行分类判定。将该方法应用于三峡库区巴东新县城铜盆溪桥东头高切坡结构面优势产状
分析中。结果表明，采用改进动态聚类分析方法结果可靠，分类合理，可以较准确地确定结构面的优势产状。
关键词：节理岩体；结构面；优势产状；动态聚类；球面距离
中图分类号：TU452文献标识码：A

Dynamicclusteranalysisofdiscontinuityorientationsofjointedrockmass

FANLei1,WANGLiang-qing1,2,TANGHui-ming1
(1.EngineeringFaculty,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan430074,China;
2.SchoolofCivilandArchitecturalEngineering,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,China)

Abstract:TheanalysisofdominantorientationsofdiscontinuitiesisabasicworkforafurtherstudyonsimulatingwithMonte-Carlo
methodandconformingthestabilityofrockmass.Traditionalanalysisofplotsmethodisinsufficientandinadequate.Theresultis
onlyasimplyclassificationoftheorientations,andisinconvenienttobeappliedinpractice.Becauseofthedeficiencyoftraditional
analysismethod,adynamicclusteringalgorithmisdeveloped.Accordingtotheruleofrighthand,athree-dimensionalfield
coordinatesystemisconstructed.Aunitnormalcanbeusedtorepresenttheorientationofdiscontinuity.Thentheorientationsare
classifiedbythedots'sphericaldistance.AdatainvestigatedfromaslopeinthenewtownofBadongCountyintheThreeGorges
Reservoirisusedtobeacasestudy.Thestudyshowsthattheresultsofdynamicclusteralgorithmarereliableandreasonable.And
thedominantorientationsandclassificationaremoreprecision.
Keywords:jointedrockmass;discontinuities;dominantorientation;dynamicclusteralgorithm;sphericaldistance

据右手法则，构造空间直角坐标系，以单位球面上
1引言
两点之间的距离对结构面产状进行分类判定，并将
产状是结构面的重要几何特征之一，对结构面该方法应用于三峡库区巴东新县城铜盆溪大桥东头
产状的分析是进行岩体结构面网络模拟、岩体强度高切坡优势结构面分析中，对其分类结果进行了分
参数选取和岩体渗流分析的基础。在岩体结构面传析和讨论。
统的统计分析方法中，极点图、等密度图虽然直观
2结构面产状空间表示方法
明了，但其结果只是相对的优势组数划分，无法准
确地给出优势结构面产状，使得分组结果在实际中在工程地质分析中，结构面产状一般用倾向
不便应用