一种克服尺寸效应的岩体结构面粗糙度评价方法

摘要

本发明涉及一种克服尺寸效应的岩体结构面粗糙度评价方法，操作步骤为：在天然岩体结构面上，选取具有代表性长度为L的大尺寸剖面，并对剖面进行标示；沿选定的剖面架设测量仪器，在剖面上采集n条长度为l的小尺寸剖面；确保采集数量n大于有效采集数量ne；对获取的n条剖面进行数字化；采用变量图法计算n条剖面的分形维数D，得到n个分形维数D值；将n个分形维数D值进行平均，获得分形维数平均值通过来描述所选择长度为L的大尺寸剖面粗糙度，实现以小尺寸岩体结构面粗糙度来表征大尺寸岩体结构面粗糙度，并消除尺寸效应带来的误差。本发明通过测量部分岩体结构面粗糙度来评价整体岩体结构面粗糙度，评价结果真实可靠，具有较高精度。

主权项

1.一种克服尺寸效应的岩体结构面粗糙度评价方法，其特征在于：按如下步骤操作：步骤一、选取具有代表性的剖面：(1)、对于野外一个大范围的岩体结构面进行粗糙度评价，要求选择没有受到人类活动扰动的天然岩体结构面，并且表面无植被覆盖；(2)、对选定的剖面进行标示，采用软皮尺固定在剖面的两端，设需要评价粗糙度的剖面长度为L，用以岩体结构面粗糙度测量仪器的最大量程为l，其中L>l；步骤二、沿着选定的剖面架设测量仪器，架设测量仪器的位置随机确定，但要保证仪器测量的剖面l位于长度为L的大尺寸剖面中，在大尺寸剖面中采集得到n条长度为l的小尺寸剖面；步骤三、采集的数量n必须大于等于有效采集数量n_e，有效采集数量n_e根据公式获得，其中，K为有效系数，取值范围为0.8～1，与岩体结构面的粗糙程度有关，粗糙度越大K值越大，当没有经验参考时，K取值为1；当计算n_e得到的结果带小数部分时则采取向上取整原则，即取大于计算数值的最小整数；步骤四、对获取的n条长度为l的二维剖面进行数字化，将每条二维剖面离散为大量的点数据，且保持点与点之间的水平间距一致，所有二维剖面离散后的水平间距也保持一致，坐标形式（x,y），其中x为剖面线水平长度信息，y为剖面线高低起伏信息；步骤五、基于分形理论计算n条长度为l的剖面线的分形维数D，采用变量图法计算剖面的分形维数D，n条长度为l的剖面线经计算得到n个分形维数D值；步骤六、将n个分形维数D值进行平均，按公式计算，通过获得的分形维数平均值来描述所选择长度为L的大尺寸剖面的粗糙度，实现以小尺寸岩体结构面粗糙度来表征整体大尺寸岩体结构面粗糙度，并且消除了尺寸效应带来的误差。