专利名称：岩体结构面粗糙度系数尺寸效应有效长度确定方法
技术领域：
本发明涉及JRC尺寸效应有效长度确定方法，适用于具有JRC尺寸效应的岩体结构面在估算实际规模结构面粗糙度系数时确定JRC尺寸效应有效长度的场合。
背景技术：
在本发明作出之前，目前尚没有JRC尺寸效应有效长度确定方法。岩体结构面粗糙度系数(JRC)具有尺寸效应性质，而自然岩体露头一般不可能出露完整的结构面，根据部分出露的结构面粗糙度系数测量结果和JRC尺寸效应分形模型，由于没有JRC尺寸效应有效长度确定方法，仍无法确定完整规模结构面的粗糙度系数值。
发明内容本发明的目的是解决由于没有JRC尺寸效应有效长度确定方法，而无法确定完整规模结构面粗糙度系数值的缺点，提供一种原理简单，操作方便，成本低廉，使用效果好，便于确定具有不同壁岩成分、不同表面起伏形态的JRC尺寸效应有效长度确定方法。
本发明所述的JRC尺寸效应有效长度确定方法，包含以下顺序步骤(1)在部分出露的岩体结构面露头上，对应所需测量方向均匀布置统计所需数目的长度分别为10cm和30cm的测段，采用轮廓曲线仪绘制上述测段的轮廓曲线；(2)测量上述10cm测段的每个轮廓曲线的起伏幅度Ry0，由公式
JRC0=49.2114e29450arctan[4Ry05]]]>分别计算每个10cm测段粗糙度系数JRC0值，根据每个10cm测段不同的粗糙度系数计算得到JRC0的期望值E(JRC0)；(3)测量上述30cm测段的每个轮廓曲线的起伏幅度Ry30，由公式JRC30=49.2114e29L0450L30arctan[8RY30L30]]]>分别计算每个30cm测段粗糙度系数JRC30值，根据每个30cm测段不同的粗糙度系数计算得到JRC30的期望值E(JRC30)；(4)由JRC尺寸效应分形模型E(JRC30)=E(JRC10)[L30L10]-D,]]>换算得到岩体结构面JRC尺寸效应分维数D；(5)将步骤(4)得到的JRC尺寸效应分维数D值代入相对JRC尺寸效应率公式f=(0.1Ln)-D-(0.1Ln-1)-D2-D-1,]]>进行取样长度Ln与相对JRC尺寸效应率f的敏感性分析，得到Ln-f关系图(图1)。在Ln-f关系图上，取f＝5％时，Ln-f关系曲线上对应的取样长度即为JRC尺寸效应有效长度Ln*。
采用本发明具有以下优点JRC尺寸效应有效长度确定方法原理简单，操作方便，成本低廉，使用效果好，便于确定具有不同壁岩成分、不同表面起伏形态的JRC尺寸效应有效长度，具有较大的实施价值和社会经济效益。
图1为Ln-f关系2为小浪底SSE组节理Ln-f关系曲线具体实施方式
小浪底水库风雨沟西侧边坡岩体SSE组节理387条取样长度分别为10cm和30cm轮廓曲线的JRC0和JRC30统计测量值，以及由JRC尺寸效应分形模型换算的D30值列于表1。根据表1资料，可绘制钙质细砂岩节理、含钙质结核粘土岩节理沿走向方向和沿倾向方向Ln-f关系曲线(图2)。由图2可求出，钙质细砂岩节理走向方向的JRC尺寸效应有效长度Ln*为120cm，钙质细砂岩节理倾向方向的JRC尺寸效应有效长度Ln*为110cm，含钙质结核粘土岩节理走向方向的JRC尺寸效应有效长度Ln*为150cm，含钙质结核粘土岩节理倾向方向的JRC尺寸效应有效长度Ln*为160cm。
表1 小浪底SSE组节理粗糙度系数统计测量结果
权利要求
1.一种岩体结构面粗糙度系数尺寸效应有效长度确定方法，其特征在于包含以下顺序步骤(1)在部分出露的岩体结构面露头上，对应所需测量方向均匀布置统计所需数目的长度分别为10cm和30cm的测段，采用轮廓曲线仪绘制上述测段的轮廓曲线；(2)测量上述10cm测段的每个轮廓曲线的起伏幅度Ry0，由公式JRC0=49.2114e29450arctan[4Ry05]]]>分别计算每个10cm测段粗糙度系数JRC0值，根据每个10cm测段不同的粗糙度系数计算得到JRC0的期望值E(JRC0)；(3)测量上述30cm测段的每个轮廓曲线的起伏幅度Ry30，由公式JRC30=49.2114e29L0450L30arctan[8RY30L30]]]>分别计算每个30cm测段粗糙度系数JRC30值，根据每个30cm测段不同的粗糙度系数计算得到JRC30的期望值E(JRC30)；(4)由JRC尺寸效应分形模型E(JRC30)=E(JRC10)[L30L10]-D,]]>换算得到岩体结构面JRC尺寸效应分维数D；(5)将步骤(4)得到的JRC尺寸效应分维数D值代入相对JRC尺寸效应率公式f=(0.1Ln)-D-(0.1Ln-1)-D2-D-1,]]>进行取样长度Ln与相对JRC尺寸效应率f的敏感性分析，得到Ln-f关系图。在Ln-f关系图上，取f＝5％时，Ln-f关系曲线上对应的取样长度即为JRC尺寸效应有效长度Ln*。
全文摘要
本发明涉及岩体结构面粗糙度系数尺寸效应有效长度确定方法，包含以下顺序步骤(1)在出露的岩体结构面布置10cm和30cm的测段，绘制测段的轮廓曲线；(2)测量10cm和30cm测段的轮廓曲线的起伏幅度R
文档编号G01B21/30GK1645051SQ20041009322
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