CN100468002C - 大尺度结构面轮廓曲线粗糙度系数测量有效性判别方法 - Google Patents

大尺度结构面轮廓曲线粗糙度系数测量有效性判别方法 Download PDF

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本发明涉及一种大尺度结构面轮廓曲线粗糙度系数测量有效性判别方法，包含以下顺序步骤：(1)在大尺度结构面轮廓曲线上，对选定的测量基准点，按同一规则进行不同取样长度的结构面粗糙度系数测量取样，取样长度间隔为10cm；(2)分别测量取样长度为10cm、20cm、30cm、40cm和50cm结构面轮廓曲线的粗糙度系数JRC10、JRC20、JRC30、JRC40和JRC50；(3)根据测量结果进行大尺度结构面轮廓曲线粗糙度系数测量有效性判别：当JRC10＞JRC30，且JRC20＞JRC40，JRC30＞JRC50时，测量有效；否则测量无效。本发明的方法可较早地判别大尺度结构面粗糙度系数测量的有效性，避免发生无效工作量。

Description

大尺度结构面轮廓曲线粗糙度系数测量有效性判别方法
(一)技术领域
本发明涉及大尺度结构面轮廓曲线粗糙度系数测量有效性判别方法，适用于在大尺度结构面表面轮廓曲线上测量粗糙度系数时判别测量结果是否有效的场合。
(二)背景技术
在本发明作出之前，没有大尺度结构面轮廓曲线粗糙度系数测量有效性判别方法。由于大尺度结构面轮廓曲线峰谷起伏的不规则性，以某一测量基准点为起点实施不同取样长度的结构面粗糙度系数测量时，可能出现粗糙度系数测量结果与客观规律相反的情况，即小取样长度的结构面粗糙度系数小于大取样长度的结构面粗糙度系数，导致测量结果无法用于结构面粗糙度系数的尺寸效应分析。
(二)发明内容
本发明的任务是克服现有技术无法判别大尺度结构面轮廓曲线粗糙度系数测量有效性的缺点，考虑大尺度结构面轮廓曲线峰谷起伏形态的不规则性和取样长度与轮廓曲线起伏形态波长的关系，将根据大量样本的结构面粗糙度系数统计测量资料总结的全概率事件作为判别标准，提供一种适用判别大尺度结构面轮廓曲线粗糙度系数测量有效性的方法。
本发明的大尺度结构面轮廓曲线粗糙度系数测量有效性判别方法，包含以下顺序步骤：
(1)在大尺度结构面轮廓曲线上，对选定的某一测量基准点，按同一规则进行不同取样长度的结构面粗糙度系数测量取样，取样长度间隔为10cm；
(2)分别测量取样长度为10cm、20cm、30cm、40cm和50cm结构面轮廓曲线的粗糙度系数JRC10、JRC20、JRC30、JRC40和JRC50；
(3)根据测量结果进行大尺度结构面轮廓曲线粗糙度系数测量有效性判别：
当JRC10>JRC30，且JRC20>JRC40，JRC30>JRC50时，测量有效；否则测量无效。
若按(3)判别的粗糙度系数测量有效，则可进行更大取样长度的结构面轮廓曲线粗糙度系数测量，并根据不同取样长度的结构面粗糙度系数测量结果，开展大尺度结构面粗糙度系数尺寸效应研究；若按(3)判别的粗糙度系数测量无效，则该基准点的不同取样长度结构面粗糙度系数测量结果不能作为大尺度结构面粗糙度系数尺寸效应研究，因此，不必继续更大取样长度的结构面粗糙度系数测量。
本发明与现有技术相比，可较早地判别大尺度结构面粗糙度系数测量的有效性，避免发生无效工作量，为大尺度结构面轮廓曲线粗糙度系数测量的有效性判别提供了有效的手段。
(四)附图说明
图1为起伏规则的结构面表面轮廓曲线；
图2为起伏不规则的结构面表面轮廓曲线。
(五)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1
参照附图1～2，图1为起伏规则的结构面表面轮廓曲线，以A点为基准点选取长度分别为10cm、20cm、30cm、40cm和50cm轮廓曲线，测得JRC10、JRC20、JRC30、JRC40和JRC50分别为18.92、15.87、13.22、12.53、11.98，符合JRC10>JRC30，且JRC20>JRC40，JRC30>JRC50的有效性标准，故可以进行更大取样长度的结构面粗糙度系数测量，进行大尺度结构面粗糙度系数尺寸效应分析。
图2为起伏不规则的结构面表面轮廓曲线，以B点为基准点选取长度分别为10cm、20cm、30cm、40cm和50cm轮廓曲线，则取长度分别为10cm、20cm的轮廓曲线在单个起伏波峰内，取样长度大于30cm的轮廓曲线跨越了一个或一个以上的起伏波峰，导致粗糙度系数出现不规则现象，JRC10、JRC20、JRC30、JRC40和JRC50分别为13.32、13.89、18.34、17.58、16.81，由于JRC10>JRC30，JRC20<JRC40，JRC30>JRC50，不符合有效性标准，故没必要进行更大取样长度的结构面粗糙度系数测量。
实施例2
发明人的岩体结构面粗糙度系数测量研究工作始于1988年。研究表明，岩体结构面粗糙度系数具有各向异性、非均一性和尺寸效应等特征。为评价岩体结构面粗糙度系数的各向异性特征，需要进行结构面粗糙度系数的定向测量；为评价岩体结构面粗糙度系数的非均一性特征，需要进行结构面粗糙度系数的统计测量；为评价岩体结构面粗糙度系数的尺寸效应特征，需要进行大尺度结构面粗糙度系数的定向统计测量。由于结构面粗糙度系数测量仪器局限性，在近二十年的岩体结构面粗糙度系数定向、统计测量过程中，主要局限于中小尺度(取样长度10cm至100cm)的岩体结构面粗糙度系数测量，随着大尺度结构面粗糙度测量仪器的研制成功，开始尝试大尺度(取样长度大于100cm)岩体结构面粗糙度系数测量。由于大尺度(取样长度大于100cm)岩体结构面粗糙度系数测量工作量特别大，非常有必要保证每次测量结果的可靠性。然而，由于岩体结构面表面起伏的不规则性，事实上并不是在任意测量点上的结构面粗糙度系数测量都与统计规律一致，造成测量结果的无效性。
通过近二十年的中小尺度(取样长度10cm至100cm)的岩体结构面粗糙度系数定向、统计测量过程中，作者积累了20078条岩体结构面粗糙度系数的测量资料，统计结果如下：
(1)统计值：JRC10＝14.83，JRC20＝10.69，JRC30＝8.65，JRC40＝6.98，JRC50＝6.06。故JRC10>JRC30，且JRC20>JRC40，JRC30>JRC50
附表1资料证实：杭千高速公路施家边坡钙质泥岩层面沿倾向方向的32条轮廓曲线的96个测量点岩体结构面粗糙度系数测量结果为：
(1)统计值JRC10＝15.0747，JRC20＝11.3866，JRC30＝9.0472，JRC40＝7.8747，JRC50＝6.9984。故JRC10>JRC30，且JRC20>JRC40，JRC30>JRC50。说明从统计角度分析，该实例用本有效性判别标准是可靠的。
(2)JRC20>JRC40的为86条，占89.58％；JRC30>JRC50的有83条，占86.45％；JRC10>JRC30的有92条，占95.83％。说明根据本有效性判别标准进行测量点选择，有效的测量点达到86.45％以上，这种选择方法是可取的。
附表1             不同取样长度的JRC测量值
Figure C200710068411D00071
             不同取样长度的JRC测量值
Figure C200710068411D00081
             不同取样长度的JRC测量值
             不同取样长度的JRC测量值
Figure C200710068411D00101
              不同取样长度的JRC测量值
Figure C200710068411D00111
              不同取样长度的JRC测量值
Figure C200710068411D00121
             不同取样长度的JRC测量值
Figure C200710068411D00131
             不同取样长度的JRC测量值
             不同取样长度的JRC测量值
             不同取样长度的JRC测量值
Figure C200710068411D00161
             不同取样长度的JRC测量值
             不同取样长度的JRC测量值
Figure C200710068411D00181
             不同取样长度的JRC测量值
Figure C200710068411D00191
             不同取样长度的JRC测量值
Figure C200710068411D00201
             不同取样长度的JRC测量值
             不同取样长度的JRC测量值
Figure C200710068411D00221

Claims (3)

1、一种大尺度结构面轮廓曲线粗糙度系数测量有效性判别方法，包含以下顺序步骤：
(1)在大尺度结构面轮廓曲线上，对选定的测量基准点，按同一规则进行不同取样长度的结构面粗糙度系数测量取样，取样长度间隔为10cm；
(2)分别测量取样长度为10cm、20cm、30cm、40cm和50cm结构面轮廓曲线的粗糙度系数JRC10、JRC20、JRC30、JRC40和JRC50；
(3)根据测量结果进行大尺度结构面轮廓曲线粗糙度系数测量有效性判别：
当JRC10>JRC30，且JRC20>JRC40，JRC30>JRC50时，测量有效；否则测量无效。
2、如权利要求1所述的大尺度结构面轮廓曲线粗糙度系数测量有效性判别方法，其特征在于所述的(3)判别的粗糙度系数测量有效，则可进行更大取样长度的结构面轮廓曲线粗糙度系数测量。
3、如权利要求1所述的大尺度结构面轮廓曲线粗糙度系数测量有效性判别方法，其特征在于所述的(3)判别的粗糙度系数测量无效，则不必继续更大取样长度的结构面粗糙度系数测量。
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