一种基于离散裂隙网络法求取岩体表征单元REV的方法与流程

一种基于离散裂隙网络法求取岩体表征单元rev的方法
技术领域
1.本发明涉及岩土工程中岩体参数的求取和应用技术领域，具体为一种基于离散裂隙网络法求取岩体表征单元rev的方法。


背景技术：

2.岩体工程的涉及范围非常广泛，包括水利水电、采矿、军事工程、石油等地上和地下工程，同时近些年水利水电、大型露天矿等大型工程的发展也非常迅速，而这其中都将涉及到岩体力学参数取值问题，岩体由于内部存在大量结构面，使得“离散与连续”、“微观与宏观”、“随机性与确定性”的矛盾十分突出，不连续面的存在使岩体力学参数与变形参数等存在明显的尺寸效应，即岩体参数如弹性模量、抗压强度等随着岩体(试样)分析尺度的变化而变化，一般而言，试样尺寸较小时，岩体的参数随着试样尺寸的变化差别显著，而当试样尺寸增大至某一临界值时，岩体参数趋于稳定，这一临界值的尺寸即为表征单元体rev。
3.岩体表征单元体rev的确定对岩体的分析与评价具有非常重要的作用，是选取力学介质类型、确定分析模型和力学参数的基础，目前岩体表征单元体rev的确定方法主要有：能量迭加方法、地质统计方法与数值模拟方法，但这些方法都较为复杂，获取过程需要耗费较多的人力、物力，且统计位置可能不具有代表性，针对上述rev获取方法这一问题，需要探索出一种可重复性操作、便捷、高效的获得岩体表征尺寸rev值的方法。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于离散裂隙网络法求取岩体表征单元rev的方法，具备高效、便捷的求取岩体表征尺寸rev值等优点，解决了现有技术中对岩体表征单元体rev值的确定方法需要耗费较多人力、物力，且统计位置可能不具有代表性的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于离散裂隙网络法求取岩体表征单元rev的方法，其特征在于包括以下步骤：
6.1)基于现场调查，对结构面产状进行测量和记录、分组、统计特征参数求取。
7.2)假定比预期rev尺寸大很多的范围u，并根据结构面统计参数生成离散裂隙网络。
8.3)采用“相同中心点，不同尺寸”方法抽取不同尺寸样本{v1,v2,
…
,vn}。
9.4)在每个样本中设置m条测线lineall。
10.5)确定样本内每条测线与对应样本内结构面离散裂隙网络的交点，并求取所有样本中每条测线的rqdall。
11.6)求取每个样本的平均rqd值rqdmean。
12.7)绘制样本尺寸与rqdmean值的关系图，求岩体特征尺寸rev值。
13.进一步，所述步骤1)中描述的参数具体为每条结构面的产状、迹长、间距等。
14.进一步，所述步骤1)采用极点投影等密度图对测量和记录的结构面进行分组。
15.进一步，所述步骤1)运用极大似然统计学方法确定各组结构面产状、间距、迹长等几何参数的统计特征参数。
16.进一步，所述步骤2)中的范围u可为：
17.u＝[(xmin，xmax)、(ymin，ymax)、(zmin，zmax)]。
[0018]
进一步，所述步骤4)中的测线lineall均匀布置且相互平行、笔直贯穿对应样本可为：
[0019]
lineall＝{line11,line12,
…
,line1m；line21,line22,
…
,line2m；
…
；linen1,linen2,
…
,linenm}。
[0020]
进一步，所述步骤5)中每条测线上相邻两焦点之间的间距取值大于10cm。
[0021]
进一步，所述步骤7)中以rqdmean值稳定时所对应的尺寸为岩体特征尺寸rev值。
[0022]
与现有技术相比，本技术的技术方案具备以下有益效果：
[0023]
该基于离散裂隙网络法求取岩体表征单元rev的方法，通过假定一个比预期rev尺寸大很多的范围，并在该范围内生成离散裂隙网络，同时采用“相同中心点，不同尺寸”方法抽取多个不同尺寸的样本，能够有效的减少取样的工作量，同时能够收集具有代表性的信息，简单易行，通过在每个样本内布置测线，求取每个样本的平均rqd值，最终绘制样本尺寸与rqdmean值的关系图，以rqdmean值稳定时所对应的尺寸为岩体特征尺寸rev值科学可信度高，使得rev值的求取能够更高效、便捷，克服了传统的方法获取过程复杂繁琐的问题。
附图说明
[0024]
图1为本发明相同中心点、不同尺寸抽样方法模型结构示意图；
[0025]
图2为相互平行、笔直贯穿样本的测线立方体三维示意图；
[0026]
图3为单条测线rqd求取示意图；
[0027]
图4为典型样本尺寸与rqdmean值的比例关系示意图。
具体实施方式
[0028]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]
请参阅图1-4，本实施例中的一种基于离散裂隙网络法求取岩体表征单元rev的方法，包括以下步骤：
[0030]
s1、在工程现场采用统计窗法或测线法对结构面产状进行测量和记录，得到每条结构面的产状、迹长、间距等数据；并采用极点投影等密度图对测量和记录的结构面进行分组；运用极大似然统计学方法确定各组结构面产状(倾向、倾角)、间距、迹长等几何参数的统计特征参数(主要为均值和标准差)。
[0031]
s2、假定一个比预期rev尺寸大很多的范围u＝[(xmin，xmax)、(ymin，ymax)、(zmin，zmax)]，并在范围u内采用结构面的统计特征参数生成离散裂隙网络。
[0032]
s3、根据期望研究的节理岩体尺寸采用“相同中心点，不同尺寸”方法抽取多个不同尺寸的样本{v1,v2,
…
,vn}。
[0033]
s4、在抽取的每个样本{v1,v2,
…
,vn}中生成若干条均匀布置且相互平行、笔直贯穿对应样本的n条测线lineall＝{line11,line12,
…
,line1m；line21,line22,
…
,line2m；
…
；linen1,linen2,
…
,linenm}(n代表样本编号，m代表每个样本中测线的编号)，为某样本中布置的测线。
[0034]
s5、确定n条测线
[0035][0036]
lineall与对应样本内结构面离散裂隙网络的交点，并分别统计每个样本中每条测线上相邻两交点之间间距大于10cm的总长l(1～n)(1～m)(》10cm)，采用下式求解每条测线的rqd值rqdall＝{rqd11,rqd12,
…
,rqd1m；rqd21,rqd22,
…
,rqd2m；
…
；rqdn1,rqdn2,
…
,rqdnm}：
[0037][0038]
s6、采用下式分别求取每个样本rqd值的均值，得到每个样本的平均rqd值rqdmean＝{rqd1mean,rqd2mean,
…
,rqdnmean}；
[0039][0040]
s7、绘制样本尺寸与rqdmean值的关系图，以rqdmean值稳定时所对应尺寸为岩体特征尺寸rev值，如图4所示，为典型的样本尺寸与rqdmean值的关系图，图中得到的岩体特征尺寸为10m。
[0041]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0042]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。