巖體結構面粗糙度系數(shù)尺寸效應有效長度確定方法技術

本發(fā)明專利技術涉及巖體結構面粗糙度系數(shù)尺寸效應有效長度確定方法，包含以下順序步驟：（１）在出露的巖體結構面布置１０ｃｍ和３０ｃｍ的測段，繪制測段的輪廓曲線；（２）測量１０ｃｍ和３０ｃｍ測段的輪廓曲線的起伏幅度Ｒ↓［ｙ０］、Ｒ↓［ｙ３０］，由公式計算每個１０ｃｍ、３０ｃｍ測段粗糙度系數(shù)ＪＲＣ↓［０］和ＪＲＣ↓［３０］值，再算到期望值Ｅ（ＪＲＣ↓［０］）和Ｅ（ＪＲＣ↓［３０］）；（３）由ＪＲＣ尺寸效應分形模型換算巖體結構面ＪＲＣ尺寸效應分維數(shù)Ｄ；（４）將步驟（３）得到的Ｄ值代入相對ＪＲＣ尺寸效應率公式，進行取樣長度Ｌ↓［ｎ］與相對ＪＲＣ尺寸效應率ｆ的敏感性分析，得到Ｌ↓［ｎ］－ｆ關系圖。在圖上取ｆ＝５％時，Ｌ↓［ｎ］－ｆ關系曲線上對應的取樣長度即為ＪＲＣ尺寸效應有效長度Ｌ↓［ｎ］↑［＊］。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及JRC尺寸效應有效長度確定方法，適用于具有JRC尺寸效應的巖體結構面在估算實際規(guī)模結構面粗糙度系數(shù)時確定JRC尺寸效應有效長度的場合。
技術介紹
在本專利技術作出之前，目前尚沒有JRC尺寸效應有效長度確定方法。巖體結構面粗糙度系數(shù)(JRC)具有尺寸效應性質(zhì)，而自然巖體露頭一般不可能出露完整的結構面，根據(jù)部分出露的結構面粗糙度系數(shù)測量結果和JRC尺寸效應分形模型，由于沒有JRC尺寸效應有效長度確定方法，仍無法確定完整規(guī)模結構面的粗糙度系數(shù)值。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的是解決由于沒有JRC尺寸效應有效長度確定方法，而無法確定完整規(guī)模結構面粗糙度系數(shù)值的缺點，提供一種原理簡單，操作方便，成本低廉，使用效果好，便于確定具有不同壁巖成分、不同表面起伏形態(tài)的JRC尺寸效應有效長度確定方法。本專利技術所述的JRC尺寸效應有效長度確定方法，包含以下順序步驟(1)在部分出露的巖體結構面露頭上，對應所需測量方向均勻布置統(tǒng)計所需數(shù)目的長度分別為10cm和30cm的測段，采用輪廓曲線儀繪制上述測段的輪廓曲線；(2)測量上述10cm測段的每個輪廓曲線的起伏幅度Ry0，由公式JRC0=49.2114e29450arctan]]>分別計算每個10cm測段粗糙度系數(shù)JRC0值，根據(jù)每個10cm測段不同的粗糙度系數(shù)計算得到JRC0的期望值E(JRC0)；(3)測量上述30cm測段的每個輪廓曲線的起伏幅度Ry30，由公式JRC30=49.2114e29L0450L30arctan]]>分別計算每個30cm測段粗糙度系數(shù)JRC30值，根據(jù)每個30cm測段不同的粗糙度系數(shù)計算得到JRC30的期望值E(JRC30)；(4)由JRC尺寸效應分形模型E(JRC30)=E(JRC10)-D,]]>換算得到巖體結構面JRC尺寸效應分維數(shù)D；(5)將步驟(4)得到的JRC尺寸效應分維數(shù)D值代入相對JRC尺寸效應率公式f=(0.1Ln)-D-(0.1Ln-1)-D2-D-1,]]>進行取樣長度Ln與相對JRC尺寸效應率f的敏感性分析，得到Ln-f關系圖(圖1)。在Ln-f關系圖上，取f＝5％時，Ln-f關系曲線上對應的取樣長度即為JRC尺寸效應有效長度Ln*。采用本專利技術具有以下優(yōu)點JRC尺寸效應有效長度確定方法原理簡單，操作方便，成本低廉，使用效果好，便于確定具有不同壁巖成分、不同表面起伏形態(tài)的JRC尺寸效應有效長度，具有較大的實施價值和社會經(jīng)濟效益。附圖說明圖1為Ln-f關系2為小浪底SSE組節(jié)理Ln-f關系曲線具體實施方式小浪底水庫風雨溝西側邊坡巖體SSE組節(jié)理387條取樣長度分別為10cm和30cm輪廓曲線的JRC0和JRC30統(tǒng)計測量值，以及由JRC尺寸效應分形模型換算的D30值列于表1。根據(jù)表1資料，可繪制鈣質(zhì)細砂巖節(jié)理、含鈣質(zhì)結核粘土巖節(jié)理沿走向方向和沿傾向方向Ln-f關系曲線(圖2)。由圖2可求出，鈣質(zhì)細砂巖節(jié)理走向方向的JRC尺寸效應有效長度Ln*為120cm，鈣質(zhì)細砂巖節(jié)理傾向方向的JRC尺寸效應有效長度Ln*為110cm，含鈣質(zhì)結核粘土巖節(jié)理走向方向的JRC尺寸效應有效長度Ln*為150cm，含鈣質(zhì)結核粘土巖節(jié)理傾向方向的JRC尺寸效應有效長度Ln*為160cm。表1 小浪底SSE組節(jié)理粗糙度系數(shù)統(tǒng)計測量結果權利要求1.一種，其特征在于包含以下順序步驟(1)在部分出露的巖體結構面露頭上，對應所需測量方向均勻布置統(tǒng)計所需數(shù)目的長度分別為10cm和30cm的測段，采用輪廓曲線儀繪制上述測段的輪廓曲線；(2)測量上述10cm測段的每個輪廓曲線的起伏幅度Ry0，由公式JRC0=49.2114e29450arctan]]>分別計算每個10cm測段粗糙度系數(shù)JRC0值，根據(jù)每個10cm測段不同的粗糙度系數(shù)計算得到JRC0的期望值E(JRC0)；(3)測量上述30cm測段的每個輪廓曲線的起伏幅度Ry30，由公式JRC30=49.2114e29L0450L30arctan]]>分別計算每個30cm測段粗糙度系數(shù)JRC30值，根據(jù)每個30cm測段不同的粗糙度系數(shù)計算得到JRC30的期望值E(JRC30)；(4)由JRC尺寸效應分形模型E(JRC30)=E(JRC10)-D,]]>換算得到巖體結構面JRC尺寸效應分維數(shù)D；(5)將步驟(4)得到的JRC尺寸效應分維數(shù)D值代入相對JRC尺寸效應率公式f=(0.1Ln)-D-(0.1Ln-1)-D2-D-1,]]>進行取樣長度Ln與相對JRC尺寸效應率f的敏感性分析，得到Ln-f關系圖。在Ln-f關系圖上，取f＝5％時，Ln-f關系曲線上對應的取樣長度即為JRC尺寸效應有效長度Ln*。全文摘要本專利技術涉及，包含以下順序步驟(1)在出露的巖體結構面布置10cm和30cm的測段，繪制測段的輪廓曲線；(2)測量10cm和30cm測段的輪廓曲線的起伏幅度R文檔編號G01B21/30GK1645051SQ20041009322公開日2005年7月27日 申請日期2004年12月15日 優(yōu)先權日2004年12月15日專利技術者杜時貴 申請人:金華職業(yè)技術學院 本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種巖體結構面粗糙度系數(shù)尺寸效應有效長度確定方法，其特征在于：包含以下順序步驟：　　　　（１）在部分出露的巖體結構面露頭上，對應所需測量方向均勻布置統(tǒng)計所需數(shù)目的長度分別為１０ｃｍ和３０ｃｍ的測段，采用輪廓曲線儀繪制上述測段的輪廓曲線；　　　　（２）測量上述１０ｃｍ測段的每個輪廓曲線的起伏幅度Ｒ↓［ｙ０］，由公式ＪＲＣ↓［０］＝４９．２１１４ｅ↑［２９／４５０］ａｒｃｔａｎ［４Ｒ↓［ｙ０］／５］分別計算每個１０ｃｍ測段粗糙度系數(shù)ＪＲＣ↓［０］值，根據(jù)每個１０ｃｍ測段不同的粗糙度系數(shù)計算得到ＪＲＣ↓［０］的期望值Ｅ（ＪＲＣ↓［０］）；　　　　（３）測量上述３０ｃｍ測段的每個輪廓曲線的起伏幅度Ｒ↓［ｙ３０］，由公式ＪＲＣ↓［３０］＝４９．２１１４ｅ↑［２９Ｌ↓［０］／４５０Ｌ↓［３０］］ａｒｃｔａｎ［８Ｒ↓［Ｙ３０］／Ｌ↓［３０］］分別計算每個３０ｃｍ測段粗糙度系數(shù)ＪＲＣ↓［３０］值，根據(jù)每個３０ｃｍ測段不同的粗糙度系數(shù)計算得到ＪＲＣ↓［３０］的期望值Ｅ（ＪＲＣ↓［３０］）；　　　　（４）由ＪＲＣ尺寸效應分形模型Ｅ（ＪＲＣ↓［３０］）＝Ｅ（ＪＲＣ↓［１０］）［Ｌ↓［３０］／Ｌ↓［１０］］↑［－Ｄ］，換算得到巖體結構面ＪＲＣ尺寸效應分維數(shù)Ｄ；　　　　（５）將步驟（４）得到的ＪＲＣ尺寸效應分維數(shù)Ｄ值代入相對ＪＲＣ尺寸效應率公式ｆ＝（０．１Ｌ↓［ｎ］）↑［－Ｄ］－（０．１Ｌ↓［ｎ］－１）↑［－Ｄ］／２↑［－Ｄ］－１，進行取樣長度Ｌ↓［ｎ］與相對ＪＲＣ尺寸效應率ｆ的敏感性分析，得到Ｌ↓［ｎ］－ｆ關系圖。在Ｌ↓［ｎ］－ｆ關系圖上，取ｆ＝５％時，Ｌ↓［ｎ］－ｆ關系曲線上對應的取樣長度即為ＪＲＣ尺寸效應有效長度Ｌ↓［ｎ］↑［＊］。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：杜時貴，
申請(專利權)人：金華職業(yè)技術學院，
類型：發(fā)明
國別省市：33[中國|浙江]