【摘 要】
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岩体结构面控制着岩体的变形和破坏等力学性质,而岩体结构面的力学性质与其表面形貌密切相关。JRC作为描述结构面表面形貌的特征参数,受到学者们的广泛关注。大量研究表明,采
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岩体结构面控制着岩体的变形和破坏等力学性质,而岩体结构面的力学性质与其表面形貌密切相关。JRC作为描述结构面表面形貌的特征参数,受到学者们的广泛关注。大量研究表明,采样间距对岩体结构面粗糙度的表征有较大的影响。鉴于此,采用MATLAB编程软件,从统计参数法、分形维数法两个方面,研究采样间距对岩体结构面粗糙度系数JRC评价的影响。本论文系统的揭示了采样间距对岩体结构面粗糙度系数评价的影响规律。取得的成果主要包括:(1)建立粗糙度系数JRC与统计参数Z2、采样间距Δx之间关系的四个经验公式,并给出适用采样间距的上、下界。该经验公式综合考虑了采样间距对粗糙度系数估测的影响。通过使用该方法不仅可以避免采样间距运用的局限性,还可以快速、简单地得出不同采样间距下,结构面二维剖面线对应的JRC值,而且新的JRC公式的可适用范围更广。(2)提出了最优采样间距下的岩体结构面粗糙度的分形评价方法。该方法综合考虑了剖面线的曲线长度和量测次数的影响,分析了分形维数D随采样间距的变化规律,提出最优采样间距,并建立了基于最优采样间距下的岩体结构面粗糙度系数JRC与分形维数D之间的关系,可以较为准确地估测JRC值。(3)岩体结构面二维粗糙度评价的研究。以浙江省常山县的钙质板岩结构面为研究对象,分析了尺寸效应、各向异性和采样间距对岩体结构面粗糙度评价结果的影响。分析时控制唯一变量,其余两个因素保持不变。选取10、20、……、100cm十种不同尺寸的岩体结构面剖面曲线,计算出相应尺度对应的JRC值;以15°为间隔,选取0360°共24个采样方向,计算各个方向对应的岩体结构面的JRC值;以0.1 cm为间隔,选取从0.1-1 cm十个采样间距,计算出各个采样间距对应的JRC值;分别分析JRC随采样尺寸、采样方向、采样间距的变化规律。
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