CN1779414A

CN1779414A - 岩体结构面粗糙度系数确定方法

Info

Publication number: CN1779414A
Application number: CNA2004100844675A
Authority: CN
Inventors: 杜时贵
Original assignee: Jinhua Polytechnic
Current assignee: Jinhua Polytechnic
Priority date: 2004-11-18
Filing date: 2004-11-18
Publication date: 2006-05-31

Abstract

本发明涉及一种岩体结构面粗糙度系数确定方法，包含以下步骤：对部分出露岩体结构面表面分别取样长度为10cm的多个测段；采用轮廓曲线仪绘制上述测段的轮廓曲线；测量上述轮廓曲线的起伏幅度R_Y0由公式

计算每个测段粗糙度系数JRC₀值；根据每个测段不同的粗糙度系数计算得到JRC₀的期望值E(JRC₀)；由JRC尺寸效应分形模型JEC_n＝E(JRC₀)换算岩体结构面粗糙度系数JRC_n值，即为岩体结构面的粗糙度系数值。本发明与现有技术相比，统计测量得到的岩体结构面粗糙度系数JRC_n值不受岩体结构面出露面积的影响，精度满足要求，测量结果已经体现了岩体结构面粗糙度系数的尺寸效应影响，为定量统计分析具尺寸效应的岩体结构面粗糙度系数JRC_n值提供了有效的手段。

Description

岩体结构面粗糙度系数确定方法

(一)技术领域

本发明涉及岩体结构面粗糙度系数确定方法，适用于部分出露的岩体结构面表面确定岩体结构面粗糙度系数JRC_n值的场合。

(二)背景技术

在本发明作出之前，现有技术岩体结构面粗糙度系数确定方法是以出露岩体结构面范围测量得到的粗糙度系数值代替岩体结构面粗糙度系数JRC_n值。由于岩体结构面粗糙度系数具有尺寸效应特征，即随着岩体结构面规模的增大，岩体结构面粗糙度系数值降低，而野外岩体结构面完整出露的概率小于5％，由该技术得到的岩体结构面粗糙度系数JRC_n值随岩体结构面出露面积而变化，具有不确定性，不适用于具尺寸效应的岩体结构面粗糙度系数JRC_n的确定。

(三)发明内容

本发明的目的为了解决上述测量方法不具有确定性的缺点，提供一种适用于在部分出露的岩体结构面表面确定具有尺寸效应的岩体结构面粗糙度系数JRC_n的方法。

本发明所述的岩体结构面粗糙度系数定向统计测量方法，包含以下顺序步骤：

(1)对部分出露岩体结构面表面取样长度为10cm的多个测段；

(2)采用轮廓曲线仪绘制上述测段的轮廓曲线；

(3)测量上述轮廓曲线的起伏幅度R_y0；

(4)由公式

{JRC}_{0} = 49.2114 e^{\frac{29}{450}} \arctan [\frac{4 R_{Y 0}}{5}]

计算每个测段粗糙度系数JRC₀值；

(5)根据每个测段不同的粗糙度系数计算得到JRC₀的期望值；

(6)由JRC尺寸效应分形模型

{JRC}_{n} = {JRC}_{0} {[\frac{L_{n}}{L_{0}}]}^{- D}

换算岩体结构面粗糙度系数JRC_n值，即为岩体结构面的粗糙度系数值，本步骤中的JRC₀为步骤(5)中求得的JRC₀的期望值。

本发明与现有技术相比，统计测量得到的岩体结构面粗糙度系数JRC_n值不受岩体结构面出露面积的影响，精度满足要求，测量结果已经体现了岩体结构面粗糙度系数的尺寸效应影响，为定量统计分析具尺寸效应的岩体结构面粗糙度系数JRC_n值提供了有效的手段，具有较大的实施价值和社会经济效益。

(四)附图说明

图1是为粗糙度系数测量的测段布置示意图

(五)具体实施方式

对部分出露岩体结构面表面取样长度为10cm的多个测段如图1所示；采用轮廓曲线仪绘制上述测段的轮廓曲线；测量上述轮廓曲线的起伏幅度R_y0；由公式

{JRC}_{0} = 49.2114 e^{\frac{29}{450}} \arctan [\frac{4 R_{Y 0}}{5}]

计算每个测段粗糙度系数JRC₀值；由JRC尺寸效应分形模型

{JRC}_{n} = {JRC}_{0} {[\frac{L_{n}}{L_{0}}]}^{- D}

换算岩体结构面粗糙度系数JRCn值(其中的JRC₀值为上一步骤中求得的JRC₀的期望值)，即为岩体结构面的粗糙度系数值。式中，L₀＝10cm，L_n为完整岩体结构面的长度(单位为cm)，D为JRC尺寸效应分维数，查表1得到。如图1所示，在部分出露的粗粒花岗岩节理表面均匀地布置12条取样长度为10cm的测段，分别测量每一测段的粗糙度系数JRC₀，统计得到JRC₀期望值为18.25。由节理长度测量得知该花岗岩节理的完整长度(L_n)为289cm，由表1查得粗粒花岗岩节理的JRC尺寸效应分维数(D)为0.3458，由JRC尺寸效应分形模型

{JRC}_{n} = {JRC}_{0} {[\frac{L_{n}}{L_{0}}]}^{- D}

换算节理粗糙度系数JRC_n值为5.70。

表1 典型岩体结构面JRC尺寸效应分维数(D)

结构面壁岩		结构面类型	JRC₀	D
结构面壁岩		结构面类型	JRC₀	D	岩浆岩	粗粒花岗岩	节理	11.7	0.3458
细粒花岗岩	节理	9.88	0.3752			粗粒花岗岩	节理	11.7	0.3458
细粒花岗岩	节理	9.88	0.3752	粗粒闪长岩		节理	12.8	0.3165
英安玢岩	节理	13.8	0.3877	粗粒闪长岩		节理	12.8	0.3165
英安玢岩	节理	13.8	0.3877	萤石脉岩		节理	13.9	0.3500
玄武岩	节理	10.5	0.4883	萤石脉岩		节理	13.9	0.3500
玄武岩	节理	10.5	0.4883	沉积岩		含砾粗砂岩	节理	8.69	0.2578
长英中砂岩	节理	8.29	0.1698			含砾粗砂岩	节理	8.69	0.2578
长英中砂岩	节理	8.29	0.1698		粉砂岩	波痕层理	16.7	0.2850
粉砂岩	节理	4.76	0.4234		粉砂岩	波痕层理	16.7	0.2850
粉砂岩	节理	4.76	0.4234		灰岩	节理	8.31	0.4758
钙质细砂岩	节理	10.8	0.5093		灰岩	节理	8.31	0.4758
钙质细砂岩	节理	10.8	0.5093		结核粘土岩	节理	18.2	0.2662
钙质泥岩	波痕层理	22.2	0.3563		结核粘土岩	节理	18.2	0.2662
钙质泥岩	波痕层理	22.2	0.3563		钙质泥岩	节理	8.5	0.2578
火山碎屑岩	火山角砾岩	节理	16.5		钙质泥岩	节理	8.5	0.2578	0.2746
	火山角砾岩	节理	16.5	熔结凝灰岩	节理	14.5	0.4234		0.2746
	晶屑凝灰岩	节理	8.22	熔结凝灰岩	节理	14.5	0.4234	0.2788
	晶屑凝灰岩	节理	8.22	变	炭质板岩	板理	4.66	0.2788	0.2012

质岩	千玫岩	千玫理	5.96	0.4150
	千玫岩	千玫理	5.96	0.4150	斜长角闪岩	节理	11.5	0.3500

Claims

1、一种岩体结构面粗糙度系数确定方法，其特征在于包含以下顺序步骤：

(1)对部分出露岩体结构面表面分别取样长度为10cm的多个测段；

(2)采用轮廓曲线仪绘制上述测段的轮廓曲线；

(3)测量上述轮廓曲线的起伏幅度R_y0；

(4)由公式

{JRC}_{0} = 49.2114 e^{\frac{29}{450}} \arctan [\frac{{4 R}_{Y 0}}{5}]

计算每个测段粗糙度系数JRC₀值；

(5)根据每个测段不同的粗糙度系数计算得到JRC₀的期望值E(JRC₀)；

(6)由JRC尺寸效应分形模型

{JRC}_{n} = E ({JRC}_{0}) {[\frac{L_{n}}{L_{0}}]}^{- D}

换算岩体结构面粗糙度系数JRC_n值，即为岩体结构面的粗糙度系数值。