[發(fā)明專利]一種新型巖石節(jié)理雙階粗糙度定量分析方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810375881.3
• 申請(qǐng)日: 2018-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108647408A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李迎春;孫盛玥;李根;唐春安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠(yuǎn)

本發(fā)明屬于巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型巖石節(jié)理雙階粗糙度定量分析方法。關(guān)鍵大起伏是所有巖石節(jié)理起伏體中振幅高度A_w最高的波狀大起伏，為一階起伏體，決定著剪切性能，是沿著剪切方向、水平長(zhǎng)度為半關(guān)鍵大起伏初始波長(zhǎng)λ_w/2時(shí)坡度最陡的大起伏，關(guān)鍵大起伏的線性趨勢(shì)線與水平方向的初始夾角為初始傾角i₀；位于關(guān)鍵大起伏上，面向剪切方向波長(zhǎng)最長(zhǎng)的粗糙小凸起則稱關(guān)鍵小凸起，其在沿關(guān)鍵大起伏方向上的長(zhǎng)度為半關(guān)鍵小凸起初始波長(zhǎng)λ_u/2，關(guān)鍵小凸起的線性趨勢(shì)線與關(guān)鍵大起伏的線性趨勢(shì)線的初始夾角為初始傾角α₀，定義為二階起伏體，選擇基線長(zhǎng)度最長(zhǎng)的小凸起來(lái)代表巖石節(jié)理的關(guān)鍵小凸起，在所有二階起伏體中，關(guān)鍵小凸起主要提供剪切抗力產(chǎn)生剪脹。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型巖石節(jié)理雙階粗糙度定量分析方法。

背景技術(shù)

天然巖石節(jié)理面起伏不平，包含描述節(jié)理起伏趨勢(shì)的尺寸相對(duì)較大的起伏體(Waviness)和描述節(jié)理粗糙程度的尺寸相對(duì)較小的起伏體(Unevenness)。部分研究稱尺寸較大的起伏體為起伏度，尺寸較小的起伏體為粗糙度；起伏度的尺寸比粗糙度的尺寸大一個(gè)數(shù)量級(jí)。有些學(xué)者則分別把尺寸較大和較小的起伏體稱作一階起伏體(First-orderasperity)和高階起伏體(Higher-order asperity)。由于高階起伏體的尺寸較小，通常可只考慮到二階起伏體(Second-order asperity)。

傳統(tǒng)的起伏度概念，即為典型的實(shí)驗(yàn)室尺寸傾角為i₀的一階大起伏，其波長(zhǎng)λ_w量級(jí)為幾十毫米；粗糙度概念即為實(shí)驗(yàn)室尺寸傾角為α₀的二階小凸起，其波長(zhǎng)范圍λ_u為幾毫米。

2015年，李迎春等人在《A constitutive model for a laboratory rock jointwith multi-scale asperity degradation》一文中，稱一階起伏體為大起伏、二階起伏體為小凸起，提出了一階大起伏和二階小凸起中對(duì)剪切行為起控制作用的關(guān)鍵大起伏(Critical waviness)和關(guān)鍵小凸起(Critical unevenness)這兩個(gè)概念。但對(duì)此雙階粗糙結(jié)構(gòu)剪脹和劣化過(guò)程的描述仍處于半經(jīng)驗(yàn)階段，對(duì)雙階粗糙結(jié)構(gòu)的節(jié)理剪切行為進(jìn)行系統(tǒng)性、定量、理論模型化的研究尚處于初級(jí)階段。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種新型巖石節(jié)理雙階粗糙度定量分析的方法。將粗糙結(jié)構(gòu)劃分為一階起伏體，稱為大起伏；二階起伏體，稱為小凸起。且自雙階粗糙結(jié)構(gòu)對(duì)節(jié)理剪切行為的影響方面分析，在大起伏、小凸起的基礎(chǔ)上，得出控制其剪切性能的關(guān)鍵大起伏及關(guān)鍵小凸起的概念。明了直觀地定量分析了巖石節(jié)理雙階粗糙度，對(duì)巖體工程的評(píng)價(jià)給予了理論基礎(chǔ)。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種新型巖石節(jié)理雙階粗糙度定量分析的方法，步驟如下：

一階起伏體為大起伏；二階起伏體為小凸起；

在剪切過(guò)程中，大起伏通常由于尺寸較大難以被剪壞，造成剪脹；而小凸起則由于尺寸較小趨于破壞；

關(guān)鍵大起伏是所有巖石節(jié)理起伏體中振幅高度A_w最高的波狀大起伏，為一階起伏體，決定著剪切性能，是沿著剪切方向、水平長(zhǎng)度為半關(guān)鍵大起伏初始波長(zhǎng)λ_w/2時(shí)坡度最陡的大起伏，關(guān)鍵大起伏的線性趨勢(shì)線與水平方向的初始夾角為初始傾角i₀；位于關(guān)鍵大起伏上，面向剪切方向波長(zhǎng)最長(zhǎng)的粗糙小凸起則稱關(guān)鍵小凸起，其在沿關(guān)鍵大起伏方向上的長(zhǎng)度為半關(guān)鍵小凸起初始波長(zhǎng)λ_u/2，關(guān)鍵小凸起的線性趨勢(shì)線與關(guān)鍵大起伏的線性趨勢(shì)線的初始夾角為初始傾角α₀，定義為二階起伏體，選擇基線長(zhǎng)度最長(zhǎng)的小凸起來(lái)代表巖石節(jié)理的關(guān)鍵小凸起，在所有二階起伏體中，關(guān)鍵小凸起主要提供剪切抗力產(chǎn)生剪脹。