專利名稱：巖體結構面粗糙度系數尺寸效應有效長度確定方法
技術領域：
本發明涉及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模結構面粗糙度系數時確定JRC尺寸效應有效長度的場合。
背景技術：
在本發明作出之前，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(JRC)具有尺寸效應性質，而自然巖體露頭一般不可能出露完整的結構面，根據部分出露的結構面粗糙度系數測量結果和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，仍無法確定完整規模結構面的粗糙度系數值。
發明內容本發明的目的是解決由于沒有JRC尺寸效應有效長度確定方法，而無法確定完整規模結構面粗糙度系數值的缺點，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、不同表面起伏形態的JRC尺寸效應有效長度確定方法。
本發明所述的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計所需數目的長度分別為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[4Ry05]]]>分別計算每個10cm測段粗糙度系數JRC0值，根據每個10cm測段不同的粗糙度系數計算得到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[8RY30L30]]]>分別計算每個30cm測段粗糙度系數JRC30值，根據每個30cm測段不同的粗糙度系數計算得到JRC30的期望值E(JRC30)；(4)由JRC尺寸效應分形模型E(JRC30)=E(JRC10)[L30L10]-D,]]>換算得到巖體結構面JRC尺寸效應分維數D；(5)將步驟(4)得到的JRC尺寸效應分維數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*。
采用本發明具有以下優點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、不同表面起伏形態的JRC尺寸效應有效長度，具有較大的實施價值和社會經濟效益。
圖1為Ln-f關系2為小浪底SSE組節理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組節理387條取樣長度分別為10cm和30cm輪廓曲線的JRC0和JRC30統計測量值，以及由JRC尺寸效應分形模型換算的D30值列于表1。根據表1資料，可繪制鈣質細砂巖節理、含鈣質結核粘土巖節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，鈣質細砂巖節理走向方向的JRC尺寸效應有效長度Ln*為120cm，鈣質細砂巖節理傾向方向的JRC尺寸效應有效長度Ln*為110cm，含鈣質結核粘土巖節理走向方向的JRC尺寸效應有效長度Ln*為150cm，含鈣質結核粘土巖節理傾向方向的JRC尺寸效應有效長度Ln*為160cm。
表1 小浪底SSE組節理粗糙度系數統計測量結果
權利要求
1.一種巖體結構面粗糙度系數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計所需數目的長度分別為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[4Ry05]]]>分別計算每個10cm測段粗糙度系數JRC0值，根據每個10cm測段不同的粗糙度系數計算得到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[8RY30L30]]]>分別計算每個30cm測段粗糙度系數JRC30值，根據每個30cm測段不同的粗糙度系數計算得到JRC30的期望值E(JRC30)；(4)由JRC尺寸效應分形模型E(JRC30)=E(JRC10)[L30L10]-D,]]>換算得到巖體結構面JRC尺寸效應分維數D；(5)將步驟(4)得到的JRC尺寸效應分維數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
本發明涉及巖體結構面粗糙度系數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
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 優先權日2004年12月15日
發明者杜時貴 申請人:金華職業技術學院