基于各向异性变异指数AVC的岩体结构面各向异性评价方法.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CN110263393A(43)申请公布日2019.09.20(21)申请号201910479610.7(22)申请日2019.06.04(71)申请人绍兴文理学院地址312000浙江省绍兴市越城区环城西路508号(72)发明人黄曼马成荣洪陈杰夏才初杜时贵罗战友雍睿张贺张丹瑜(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.G06F17/50(2006.01)G06T17/05(2011.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称基于各向异性变异指数AVC的岩体结构面各向异性评价方法(57)摘要一种基于各向异性变异指数AVC的岩体结构面各向异性评价方法，包括如下步骤:(1)获取岩石结构面的三维形貌数据，在获得的结构面三维形貌上截取不同方位的轮廓线并储存；(2)采用形貌参数描述不同方位轮廓线的形貌特征，并绘制在极坐标图上；(3)以结构面各向异性的极坐标分布数据为基础，采用提出的各向异性解析函数进行结构面各向异性理论分析，确定其正交叠加的规则结构面的所在方向；(4)选择形貌参数与节理粗糙度系数拟合较好的公式，计算两个正交方向规则结构面的JRC值，分别为JRCx与JRCy，并采用指数AVC表示结构面各向异性变异程度。本发明通过分析两个正交方向的规则结构面粗糙度来评价其各向异性变异行为。CN110263393ACN110263393A权利要求书1/1页1.一种基于各向异性变异指数AVC的岩体结构面各向异性评价方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤:(1)利用三维激光扫描仪获取岩石结构面的三维形貌数据，然后在获得的结构面三维形貌上截取不同方位的轮廓线并储存；(2)采用形貌参数描述不同方位轮廓线的形貌特征，并绘制在极坐标图上；(3)以结构面各向异性的极坐标分布数据为基础，采用提出的各向异性解析函数进行结构面各向异性理论分析，确定其正交叠加的规则结构面的所在方向，其中，P为0°-180°轮廓线的形貌参数值，当θ∈(0,π)∪(3π/2,2π)，P为0°→180°形貌参数值，当θ∈(π/2,3π/2)，P为180°→0°形貌参数值，Kρ代表相应角度范围内与各向异性指数相关的计算值；(4)选择形貌参数与节理粗糙度系数JRC拟合较好的公式，计算两个正交方向规则结构面的JRC值，分别为JRCx与JRCy，并采用指数AVC表示结构面各向异性变异程度，AVC＝JRCy/JRCx。2CN110263393A说明书1/3页基于各向异性变异指数AVC的岩体结构面各向异性评价方法技术领域[0001]本发明涉及一种基于各向异性变异指数AVC的岩体结构面各向异性评价方法，适用于根据结构面表面形貌的构成来评价各向异性变异行为。背景技术[0002]岩体结构面是岩体中的不连续面，其表面形态往往控制着岩体的变形和破坏。但结构面表面形态起伏不平、结构复杂，存在明显的各向异性特征。因此，准确表述结构面表面形态各向异性对评价岩体力学行为非常重要。[0003]基于此，国内外学者针对结构面各向异性开展了大量研究工作，主要通过度量结构面不同方位上的形貌特征对其各向异性分布进行描述，并采用最小形貌参数值与最大形貌参数值的比值作为量化各向异性特征的指标。然而，现有研究都是基于表面形态的定量分析，较少从表面形态的构成角度出发去研究结构面各向异性变化，这导致采用的各向异性量化指标存在片面性，忽略了结构面其他方向形貌特征的影响。发明内容[0004]为了克服已有岩体结构面各向异性量化指标存在片面性的不足，本发明的目的在于提供一种基于各向异性变异指数AVC的岩体结构面各向异性评价方法，该方法通过分析两个正交方向的规则结构面粗糙度来评价其各向异性变异行为。[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：[0006]一种基于各向异性变异指数AVC的岩体结构面各向异性评价方法，所述方法包括如下步骤:[0007](1)利用三维激光扫描仪获取岩石结构面的三维形貌数据，然后在获得的结构面三维形貌上截取不同方位的轮廓线并储存；[0008](2)采用形貌参数描述不同方位轮廓线的形貌特征，并绘制在极坐标图上；[0009](3)以结构面各向异性的极坐标分布数据为基础，采用提出的各向异性解析函数进行结构面各向异性理论分析，确定其正交叠加的规则结构面的所在方向，其中，P为0°～180°轮廓线的形貌参数值，当θ∈(0，π)∪(3π/2，2π)，P为0°→180°形貌参数值，当θ∈(π/2，3π/2)，P为180°→0°形貌参数值，Kρ代表相应角度范围内与各向异性指数相关的计算值；[0010](4)选择形貌参数与节理粗糙度系数JRC拟合较好的公式，计算两个正交方向规则结构面的JRC值，分别为JR