[發明專利]基于多元回歸分析的工程巖體結構面粗糙度系數確定方法有效

申請號：	202011182987.5	申請日：	2020-10-29
公開（公告）號：	CN112577450B	公開（公告）日：	2022-06-28
發明（設計）人：	杜時貴;雍睿;羅戰友;王昌碩;林杭;章子華;劉文連;楊小聰;李澤;夏才初;鄭榮躍	申請（專利權）人：	寧波大學
主分類號：	G01B11/30	分類號：	G01B11/30;G01B11/24
代理公司：	杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241	代理人：	王利強
地址：	315211 浙***	國省代碼：	浙江;33
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	基于多元回歸分析工程結構粗糙系數確定方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【權利要求書】：

1.一種基于多元回歸分析的工程巖體結構面粗糙度系數確定方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)開展露天礦山邊坡穩定性分級分析，確定邊坡潛在破壞模式，確定潛在滑移面，找準潛在滑移面所對應的結構面；

(2)調查潛在滑移面所對應的結構面，搜索大面積暴露的結構面，采用手持式三維激光掃描儀獲取結構面表面點云數據；

(3)依據分級分析結果，判斷邊坡潛在滑移方向，基于結構面點云數據，沿潛在滑移方向提取大尺度結構面輪廓曲線；

(4)采用全域搜索方法獲取每條輪廓曲線不同尺寸下粗糙度系數，開展第一層次的統計分析，即對全域搜索方法獲得的每條輪廓曲線不同尺寸條件下粗糙度系數計算結果的統計分析，分別獲得不同尺寸條件下每條輪廓曲線粗糙度系數的統計平均值；

(5)依據獲得的每條輪廓曲線粗糙度系數的統計平均值，按下式計算系列尺寸結構面粗糙度系數分形維數D_n實測值：

其中，JRC₁₀為結構面長度L₁₀＝10cm下的粗糙度系數的統計平均值；JRC_n為結構面長度為L_n時所對應的粗糙度系數的統計平均值；

(6)匯總所有測量輪廓曲線的系列尺寸粗糙度系數分形維數，開展第二層次的統計分析，即對每個尺寸條件下所有輪廓曲線的粗糙度系數分形維數統計分析，進而獲取結構面各尺寸粗糙度系數分形維數的平均值與試樣尺寸的關系，反映各尺寸粗糙度系數分形維數隨試樣尺寸變化的總體趨勢，并用如下矩陣表達：

為所有輪廓曲線尺寸，即結構面長度L₂₀＝20cm試樣所對應的粗糙度系數分形維數；為所有輪廓曲線尺寸，即結構面長度L₃₀＝30cm試樣所對應的粗糙度系數分形維數；為所有輪廓曲線尺寸，即結構面長度L_10(n-1)＝(n-1)×10cm試樣所對應的粗糙度系數分形維數；為所有輪廓曲線尺寸，即結構面長度L_10n＝n×10cm試樣所對應的粗糙度系數分形維數；

(7)依據匯總的輪廓曲線系列尺寸粗糙度系數分形維數與試樣尺寸的關系，繪制系列尺寸粗糙度系數分形維數與試樣尺寸的關系散點圖，選取接近系列尺寸粗糙度系數分形維數隨試樣尺寸變化規律的上限和下限兩條輪廓曲線，即輪廓曲線M和輪廓曲線N的各尺寸粗糙度系數分形維數分別用矩陣表達如下：

為輪廓曲線M所對應的結構面長度L₂₀＝20cm試樣所對應的粗糙度系數分形維數；為輪廓曲線M所對應的結構面長度L₃₀＝30cm試樣所對應的粗糙度系數分形維數；為輪廓曲線M所對應的結構面長度L_10(n-1)＝(n-1)×10cm試樣所對應的粗糙度系數分形維數；為輪廓曲線M所對應的結構面長度L_10n＝n×10cm試樣所對應的粗糙度系數分形維數；

為輪廓曲線N所對應的結構面長度L₂₀＝220cm試樣所對應的粗糙度系數分形維數；為輪廓曲線N所對應的結構面長度L₃₀＝30cm試樣所對應的粗糙度系數分形維數；為輪廓曲線N所對應的結構面長度L_10(n-1)＝(n-1)×10cm試樣所對應的粗糙度系數分形維數；為輪廓曲線N所對應的結構面長度L_10n＝n×10cm試樣所對應的粗糙度系數分形維數；

(8)分別以矩陣A₀、A_M、A_N的第一行所有元素，即自變量x與第二行對應列的所有元素，即因變量y采用如下模型進行擬合：

y＝f_Iln(x)+f_Ⅱx+f_Ⅲ

式中f_I、f_Ⅱ、f_Ⅲ為擬合系數，共獲得3組不同的f_I、f_Ⅱ、f_Ⅲ；

(9)構建擬合系數f_I、f_Ⅱ、f_Ⅲ與結構面長度為20cm、30cm、40cm結構面粗糙度系數分形維數D₂₀、D₃₀、D₄₀的三元一次方程組：

提取A₀中A_M中A_N中結合獲得的3組f_I、f_Ⅱ、f_Ⅲ，求解獲得三元一次方程組的系數A_I、A_Ⅱ、A_Ⅲ、B_I、B_Ⅱ、B_Ⅲ、C_I、C_Ⅱ、C_Ⅲ；