[发明专利]一种结构面粗糙度系数各向异性定量评价方法

摘要

一种结构面粗糙度系数各向异性定量评价方法，选定所需分析的工程岩体结构面；在不同方向上均匀布置结构面测段；采用轮廓曲线仪绘制每一测段的轮廓曲线；测量每个测段的结构面粗糙度系数；计算相同尺寸条件下各个方向上结构面的粗糙度系数的统计平均值，得到各个方向上的粗糙度系数数列；采用对粗糙度系数数列中的每一项进行变换；处理后的结构面粗糙度系数，采用各向异性椭圆进行拟合；确定各向异性椭圆的长轴a和短轴b，Θ则表示旋转方向，长轴短轴的比值说明各向异性椭圆上粗糙度系数最大值与最小值的差异性；Θ说明结构面粗糙度发育的优势方向。本发明能有效、定量的确定结构面粗糙度系数各向异性的程度。

主权项

1.一种结构面粗糙度系数各向异性定量评价方法，其特征在于：所述定量评价方法包括如下步骤：(1)选定所需分析的工程岩体结构面；(2)在不同方向上均匀布置结构面测段；(3)采用轮廓曲线仪绘制每一测段的轮廓曲线；(4)采用图像处理方法提取轮廓曲线上的坐标数据，据此测量每个测段的结构面粗糙度系数；(5)计算相同尺寸条件下各个方向上结构面的粗糙度系数的统计平均值，汇总后得到各个方向上的粗糙度系数数列r0＝(r0(1),r0(2),…,r0(t))，其中，t表示测试方向的数量，r0(1)为第1个测试方向的粗糙度系数，r0(2)为第2个测试方向的粗糙度系数，r0(t)为第t个方向的粗糙度系数；(6)采用对粗糙度系数数列中的每一项进行变换，m≥1，m为指数项，r0(i)表示第i个方向的粗糙度系数，R0(i)表示第i个方向粗糙度系数变换值，直到级比数列满足J∈[e-2/(t+1),e2/(t+1)]，此时m值记为m0，m0用来表示各个方向结构面粗糙度系数的光滑程度，称为粗糙度光滑系数；(7)处理后的结构面粗糙度系数R0＝(R0(1),R0(2),…,R0(t))，采用各向异性椭圆进行拟合Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F＝0这里x＝R0cosθ，y＝R0sinθ；θ表示测试方向；A，B，C，D，E和F是椭圆系数；(8)通过下面这个式子即可确定各向异性椭圆的长轴a和短轴b，Θ则表示旋转方向： { a 2 ( s i n Θ ) 2 + b 2 ( c o s Θ ) 2 - A = 0 2 ( b 2 - a 2 ) s i n Θ c o s Θ - B = 0 a 2 ( c o s Θ ) 2 + b 2 ( s i n Θ ) 2 - C =

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