CN107194116B - 工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应取值方法 - Google Patents

工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应取值方法 Download PDF

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Abstract

一种工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应取值方法，包括以下步骤：1)在野外工程岩体选取结构面露头，测量实验室基本尺寸L1所对应的结构面粗糙度系数JRC1；2)获得测量尺寸L2、L3、L4相对应的工程岩体结构面粗糙度系数JRC2、JRC3、JRC4；3)运用工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应分形模型，得工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应分维数；换算得到工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应分维数D2、D3、D4；4)将尺寸效应分维数D2、D3、D4的尺寸加权平均得到D* n 5)取Dni＝D* n，将步骤1)测量得到的实验室基本尺寸L1相对应的岩体结构面粗糙度系数JRC1，代入工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应分形模型，得到尺寸为Lni＝Ln的实际尺寸工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应JRCn。本发明成本低廉，使用效果好，便于实际操作。

Description

工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应取值方法
技术领域
本发明涉及工程岩体结构面抗剪强度确定领域，尤其是工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应取值方法。
背景技术
在本发明作出之前，目前尚没有工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应取值方法。工程岩体结构面粗糙度系数具有尺寸效应性质，而且野外岩体结构面露头不可能完整出露或完好保存，由于没有运用野外小尺寸岩体结构面露头的粗糙度系数测量实现工程岩体大尺度结构面粗糙度系数尺寸效应取值方法，无法解决运用野外小尺寸岩体结构面露头的粗糙度系数测量实现工程岩体大尺度结构面粗糙度系数尺寸效应取值问题，不可能通过岩体结构面粗糙度系数测量实现工程岩体结构面抗剪强度的尺寸效应取值。
发明内容
为了克服已有技术无法解决运用野外小尺寸岩体结构面露头的粗糙度系数测量实现工程岩体大尺度结构面粗糙度系数尺寸效应取值问题的不足，本发明提供一种操作方便、成本低廉、使用效果好、便于运用野外小尺寸岩体结构面露头的粗糙度系数测量实现工程岩体大尺度结构面粗糙度系数尺寸效应取值的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应取值方法，包括以下步骤：
1)在野外工程岩体选取结构面露头，测量实验室基本尺寸L1所对应的结构面粗糙度系数JRC1；
2)以L1为尺寸间隔，按L2＝L1+L1＝2L1，L3＝L1+2L1＝3L1，L4＝L1+3L1＝4L1分别选取结构面粗糙度系数测量尺寸，获得测量尺寸L2、L3、L4相对应的工程岩体结构面粗糙度系数JRC2、JRC3、JRC4；
3)运用工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应分形模型
Figure GDA0002486139870000021
可得工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应分维数
Figure GDA0002486139870000022
其中，ni＝2，3，4；
将步骤1)和步骤2)的测量数据L1、L2、L3、L4和JRC1、JRC2、JRC3、JRC4代入
Figure GDA0002486139870000023
换算得到工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应分维数D2、D3、D4；
4)将JRC2、JRC3、JRC4所对应的工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应分维数D2、D3、D4的尺寸加权平均得到D* n：
Figure GDA0002486139870000024
D* n作为该工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应的尺寸效应分维数，即：
Figure GDA0002486139870000025
5)取Dni＝D* n，将步骤1)测量得到的实验室基本尺寸L1相对应的岩体结构面粗糙度系数JRC1，代入工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应分形模型
Figure GDA0002486139870000026
得到尺寸为Lni＝Ln的实际尺寸工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应JRCn。
进一步，所述步骤2)中，L1、L2、L3、L4分别取10cm、20cm、30cm、40cm。
本发明的技术构思为：工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应具有分形特征，可以用工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应分形模型
Figure GDA0002486139870000031
来描述工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应规律，式中，ni＝2，3，4…n。大量测量结果证明，在大尺度时工程岩体结构面粗糙度系数的尺寸效应分维数Dn(大)和小尺度时工程岩体结构面粗糙度系数的尺寸效应分维数Dn(小)变化不大，即Dn(大)近似等于Dn(小)，据此，可以运用野外小尺寸岩体结构面露头的粗糙度系数测量实现工程岩体大尺度结构面粗糙度系数尺寸效应取值。
本发明的有益效果主要表现在：运用野外小尺寸岩体结构面露头的粗糙度系数测量实现工程岩体大尺度结构面粗糙度系数尺寸效应取值方法，成本低廉，使用效果好，便于实际操作，解决运用野外小尺寸岩体结构面露头的粗糙度系数测量实现工程岩体大尺度结构面粗糙度系数尺寸效应取值的问题，具有较大的实施价值和社会经济效益。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。
一种工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应取值方法，包括以下步骤：
1)在野外工程岩体选取结构面露头，测量实验室基本尺寸L1所对应的结构面粗糙度系数JRC1；
2)以L1为尺寸间隔，按L2＝L1+L1＝2L1，L3＝L1+2L1＝3L1，L4＝L1+3L1＝4L1分别选取结构面粗糙度系数测量尺寸，获得测量尺寸L2、L3、L4相对应的工程岩体结构面粗糙度系数JRC2、JRC3、JRC4；
3)运用工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应分形模型
Figure GDA0002486139870000041
可得工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应分维数
Figure GDA0002486139870000042
其中，ni＝2，3，4；
将步骤1)和步骤2)的测量数据L1、L2、L3、L4和JRC1、JRC2、JRC3、JRC4代入
Figure GDA0002486139870000043
换算得到工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应分维数D2、D3、D4；
4)将JRC2、JRC3、JRC4所对应的工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应分维数D2、D3、D4的尺寸加权平均得到D* n：
Figure GDA0002486139870000044
D* n作为该工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应的尺寸效应分维数，即：
Figure GDA0002486139870000045
5)取Dni＝D* n，将步骤1)测量得到的实验室基本尺寸L1相对应的岩体结构面粗糙度系数JRC1，代入工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应分形模型
Figure GDA0002486139870000046
得到尺寸为Lni＝Ln的实际尺寸工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应JRCn。
进一步，所述步骤2)中，L1、L2、L3、L4分别取10cm、20cm、30cm、40cm。

Claims (2)

1.一种工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应取值方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)在野外工程岩体选取结构面露头，测量实验室基本尺寸L1所对应的结构面粗糙度系数JRC1；
2)以L1为尺寸间隔，按L2＝L1+L1＝2L1，L3＝L1+2L1＝3L1，L4＝L1+3L1＝4L1分别选取结构面粗糙度系数测量尺寸，获得测量尺寸L2、L3、L4相对应的工程岩体结构面粗糙度系数JRC2、JRC3、JRC4；
3)运用工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应分形模型
Figure FDA0002486139860000011
得工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应分维数
Figure FDA0002486139860000012
其中，ni＝2，3，4；
将步骤1)和步骤2)的测量数据L1、L2、L3、L4和JRC1、JRC2、JRC3、JRC4代入
Figure FDA0002486139860000013
换算得到工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应分维数D2、D3、D4；
4)将JRC2、JRC3、JRC4所对应的工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应分维数D2、D3、D4的尺寸加权平均得到D* n：
Figure FDA0002486139860000014
D* n作为该工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应的尺寸效应分维数，即：
Figure FDA0002486139860000015
5)取Dni＝D* n，将步骤1)测量得到的实验室基本尺寸L1相对应的岩体结构面粗糙度系数JRC1，代入工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应分形模型
Figure FDA0002486139860000016
得到尺寸为Lni＝Ln的实际尺寸工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应JRCn。
2.如权利要求1所述的工程岩体结构面粗糙度系数尺寸效应取值方法，其特征在于：所述步骤2)中，L1、L2、L3、L4分别取10cm、20cm、30cm、40cm。
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