专利名称：岩体结构面表面形态概化模型的确定方法
技术领域：
本发明涉及岩体结构面表面形态概化模型，适用于对具有不同表面形态的岩体结构面进行抗剪强度模型试验的场合。
背景技术：
在本发明作出之前，现有技术按二级形态来描述岩体结构面表面形态模型国际岩石力学学会将结构面的表面形态分为波动起伏度和不平整度。波动起伏度描述结构面表面大范围的凸凹起伏，不平整度描述结构面小尺度的凸凹，小尺度的凸凹在剪切时往往能被破坏；孙广忠用起伏度和粗糙度来描述岩体结构面的表面形态。结构面的起伏度有四种形态平直、台阶状、锯齿状和波状。粗糙度分为三级，即粗糙的、平滑的、镜面的。现有技术二级形态名称不统一，分级界线不明确，且没有说明二级形态的确定方法，不便于实际利用。
发明内容本发明目的在于提供一种体现力学机理，分级界线明确，操作方便，使用效果好的岩体结构面表面形态概化模型。
本发明所述的岩体结构面表面形态概化模型的确定方法，包含以下顺序步骤(1)将岩体结构面表面形态分为三级宏观几何轮廓、表面起伏形态和微观粗糙度；表面起伏形态构成的岩体结构面表面常见起伏轮廓的起伏幅度RA≥1200;]]>微观粗糙度反映表面起伏形态常见起伏轮廓的起伏幅度RA≤1200;]]>宏观几何轮廓用表面起伏形态的峰谷包络线面来表征；(2)对足够统计数量条数的结构面轮廓曲线进行定性分析，抽取长度分别为10cm、15cm、22cm的典型轮廓曲线；(3)分析结构面表面形态的力学机理，综合典型轮廓曲线的定性分析和相对起伏幅度的定量统计结果，分别建立了岩体结构面表面形态概化模型宏观几何轮廓的概化模型有平直、弧形和阶梯状三种形态；表面起伏形态的概化模型有平直、波状和台阶状三种形态；微观粗糙度的概化模型有光滑和粗糙两种形态；其中波状包括有单波状、多波状、不均匀波状、不对称波状、复合波状；台阶状包括有单台阶状、多台阶状。
采用本发明具有以下优点岩体结构面表面形态概化模型充分考虑了表面形态的力学机理，分级界线明确，操作方便，使用操作方便，不受人为因素影响，为岩体结构面抗剪强度模型试验奠定了理论基础，具有较大的实施价值和社会经济效益。
图1是宏观几何轮廓概化模型图2是表面起伏形态概化模型图3微观粗糙度概化模型图4是本发明具体实施模型具体实施方式
参照附图1，2，3，其中图1中①代表宏观几何轮廓为平直的形态，②代表宏观几何轮廓为弧形的形态，③代表宏观几何轮廓为阶梯形的形态。
图2中①代表表面起伏形态为平直的形态，②代表表面起伏形态为单台阶状的形态③代表表面起伏形态为多台阶状的形态，④代表表面起伏形态为单波状的形态，⑤代表表面起伏形态为多波状的形态，⑥代表表面起伏形态为不均匀波状的形态，⑦代表表面起伏形态为不对称波状的形态，⑧代表表面起伏形态为复合波状的形态。
图3中①代表微观粗糙度为光滑的形态，②代表微观粗糙度为粗糙的形态。
图4为本发明的实施例。如图4所示，该岩体结构面表面形态概化模型操作使用时，首先，分析轮廓曲线常见规模的起伏形态，该结构面的表面起伏形态为波状(不对称波状，图4中的②)。然后，作波状表面起伏的包络线，得该节理的宏观几何轮廓为平直(图4中的①)。最后，取波状表面起伏形态的某一波面形态进行分析，该节理具有粗糙的微观粗糙度特征(图4中的③)。
权利要求
1.一种岩体结构面表面形态概化模型的确定方法，其特征在于包含以下顺序步骤(1)将岩体结构面表面形态分为三级宏观几何轮廓、表面起伏形态和微观粗糙度；表面起伏形态构成的岩体结构面表面常见起伏轮廓的起伏幅度RA≥1200;]]>微观粗糙度反映表面起伏形态常见起伏轮廓的起伏幅度RA≤1200;]]>宏观几何轮廓用表面起伏形态的峰谷包络线面来表征；(2)对足够统计数量条数的结构面轮廓曲线进行定性分析，抽取长度分别为10cm、15cm、22cm的典型轮廓曲线；(3)分析结构面表面形态的力学机理，综合典型轮廓曲线的定性分析和相对起伏幅度的定量统计结果，分别建立了岩体结构面表面形态概化模型宏观几何轮廓的概化模型有平直、弧形和阶梯状三种形态；表面起伏形态的概化模型有平直、波状和台阶状三种形态；微观粗糙度的概化模型有光滑和粗糙两种形态；其中波状包括有单波状、多波状、不均匀波状、不对称波状、复合波状；台阶状包括有单台阶状、多台阶状。
全文摘要
本发明涉及一种岩体结构面表面形态概化模型的确定方法，包含以下顺序步骤(1)将岩体结构面表面形态分为三级宏观几何轮廓、表面起伏形态和微观粗糙度；(2)对足够统计数量条数的结构面轮廓曲线进行定性分析，抽取长度分别为10cm、15cm、22cm的典型轮廓曲线；(3)分析结构面表面形态的力学机理，综合典型轮廓曲线的定性分析和相对起伏幅度的定量统计结果，分别建立了岩体结构面表面形态概化模型。本发明岩体结构面表面形态概化模型充分考虑了表面形态的力学机理，分级界线明确，操作方便，使用操作方便，不受人为因素影响，为岩体结构面抗剪强度模型试验奠定了理论基础，具有较大的实施价值和社会经济效益。
文档编号G01N3/24GK1645088SQ200410093228
公开日2005年7月27日 申请日期2004年12月15日 优先权日2004年12月15日
发明者杜时贵 申请人:金华职业技术学院