一种岩体结构面吻合度系数测量方法

摘要

本发明提供了一种岩体结构面吻合度系数测量方法，首先测量获得岩体结构面上剖面和下剖面，纵向平移使上下剖面z坐标差值绝对值最小处接触，将上下剖面离散化，选择出同时满足角度判据和间距判据的纵向对应直线段，最后计算岩体结构面吻合度系数。本发明以岩体结构面重要几何参数之一——吻合度系数为研究对象，采用常规岩体结构面剖面测量仪，获取岩体结构面上下表面相对应的二维剖面，基于各个离散线段夹角与高度的差异，提出切实可行的吻合度系数定量计算方法，保证结果真实可靠，且操作简单，易于实际应用。

主权项

一种岩体结构面吻合度系数测量方法，其特征在于包括以下步骤：(1)通过测量设备获取岩体结构面的上下表面所对应的二维剖面，得到岩体结构面的上剖面和下剖面，为上剖面和下剖面建立二维坐标系，水平方向的坐标轴为X轴，竖直方向的坐标轴为Z轴；将上剖面或下剖面进行纵向平移，使上剖面和下剖面的z坐标的差值的绝对值最小处接触；(2)按照测量精度将上剖面和下剖面分别离散为一组相同数量的直线段，设上剖面的一条直线段a_u的两个端点分别为P_u1(x_u1，z_u1)和P_u2(x_u2，z_u2)，下剖面的一条直线段a_d的两个端点分别为P_d1(x_d1，z_d1)和P_d2(x_d2，z_d2)，并且x_u1＝x_d1，x_u2＝x_d2，则上剖面的直线段a_u和下剖面的直线段a_d纵向对应；依次对上剖面和下剖面的每一对纵向对应的直线段利用角度判据和间距判据进行判断，选择出同时满足角度判据和间距判据的所有纵向对应的直线段；所述角度判据为：对于上剖面和下剖面的一对纵向对应的直线段a_u和a_d，根据以下公式分别计算a_u与水平面的夹角S_u以及a_d与水平面的夹角S_d：$S_u=\arctan \left(\frac{z_{u2}-z_{u1}}{x_{u2}-x_{u1}}\right)$$S_d=\arctan \left(\frac{z_{d2}-z_{d1}}{x_{d2}-x_{d1}}\right)$根据以下公式计算a_u和a_d的夹角之差的绝对值△S：ΔS＝|S_u‑S_d|若△S小于等于设置的阀值S，则a_u和a_d满足角度判据；所述间距判据为：对于上剖面和下剖面的一对纵向对应的直线段a_u和a_d，根据以下公式计算竖直距离D_ud：$D_{\mathrm{ud}}=\frac{z_{u1}+z_{u2}}{2}-\frac{z_{d1}+z_{d2}}{2}$若D_ud小于等于设置的阀值D，则a_u和a_d满足间距判据；(3)根据以下公式计算岩体结构面的吻合度系数JMC：$\mathrm{JMC}=\frac{{\mathrm{JMC}}_u+{\mathrm{JMC}}_d}{2}$${\mathrm{JMC}}_u=\frac{L_{\mathrm{ru}}}{L_u}$${\mathrm{JMC}}_d=\frac{L_{\mathrm{rd}}}{L_d}$其中，L_u为上剖面的总长度，L_d为下剖面的总长度，L_ru为同时满足角度判据和间距判据的所有纵向对应的直线段中上剖面的直线段的总长度，L_rd为同时满足角度判据和间距判据的所有纵向对应的直线段中下剖面的直线段的总长度。