岩体结构均质区划分及岩体结构面抗剪强度区间概率分析

发布时间：2017-06-14 22:01

  本文关键词：岩体结构均质区划分及岩体结构面抗剪强度区间概率分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：岩体由岩块和结构面组成,结构面很大程度上决定了岩体的强度和破坏,因此,对岩体结构面抗剪强度进行科学合理的分析,是评价岩体整体性与稳定性的关键所在。本文以甘肃北山预选区花岗岩岩体为研究对象,基于现场测量及实验资料,对甘肃北山芨芨槽场区岩体结构面的抗剪强度进行区间概率分析,研究内容及成果如下：(1)依据分形理论的盒维数法,通过自编程序,采用分组-分形维数法对甘肃北山各测区进行了均质区划分。分组-分形维数法先通过产状分组,对各测区依据节理产状要素进行初步划分,然后运用分形维数法依据节理密度与迹长要素进一步划分均质区,从而得出更加全面合理并且与实际地质条件相吻合的均质区划分结果。该方法最大的特点是能够同时考虑节理产状、密度与迹长三个重要因素的影响。(2)采用数字近景摄影测量和高精度控制点坐标体系的方法,运用先进的三维重建技术,得到了典型均质区结构面表面精确的三维模型,通过MATLAB自编程序获取不同位置的结构面表面粗糙度曲线,通过该方法获取的粗糙度曲线在精度上远远高于一般机械方法获取的粗糙度曲线。采用分形维数法计算粗糙度曲线的分形维数值,通过已有的分形维数与粗糙度系数之间的量化关系,确定出粗糙度系数值,并统计出典型均质区四组结构面粗糙度系数的概率分布直方图。(3)以Barton的JRC-JCS模型为基础,结合甘肃北山现场测量及实验结果,对典型均质区四组结构面抗剪强度参数进行统计计算,并依据贝叶斯网络原理,利用Netica软件构建相应的岩体结构面抗剪强度区间概率分析模型,获得了典型均质区四组结构面摩擦角及抗剪强度值的具体区间分布概率结果。
【关键词】：岩体结构面 抗剪强度 粗糙度 分形理论 均质区划分 贝叶斯网络
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU45
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-21
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 岩体结构均质区划分研究现状11
• 1.2.2 粗糙度系数研究现状11-13
• 1.2.3 结构面抗剪强度研究现状13-14
• 1.2.4 分形维数在岩土工程中的应用14-15
• 1.3 分形理论概述15-19
• 1.3.1 分形理论基本原理15-16
• 1.3.2 分形维数计算方法16-18
• 1.3.3 分形理论主要应用及发展前景18-19
• 1.4 本文主要内容及研究思路19-21
• 2 分形维数法划分岩体结构均质区21-41
• 2.1 概述21-22
• 2.2 产状分组基本原理22-26
• 2.2.1 分组基本概念及方法确定22-23
• 2.2.2 模糊聚类分析原理23-26
• 2.3 分形维数法基本原理26-29
• 2.3.1 裂隙密度分维原理26
• 2.3.2 考虑密度与迹长因素分形公式推导26-29
• 2.4 北山岩体结构均质区划分的应用研究29-40
• 2.4.1 结构面特征参数获取29-30
• 2.4.2 北山岩体结构均质区划分实例30-40
• 2.5 本章小结40-41
• 3 结构面粗糙度分形维数研究41-54
• 3.1 概述41-42
• 3.2 岩体表面三维重建理论42-47
• 3.2.1 图像获取与标定42-44
• 3.2.2 特征提取与匹配44-45
• 3.2.3 三维重建45-46
• 3.2.4 网格化与纹理映射46-47
• 3.3 北山岩体结构面粗糙度分形维数研究47-53
• 3.3.1 数据整理与准备47-49
• 3.3.2 北山结构面粗糙度系数分形计算实例49-53
• 3.4 本章小结53-54
• 4 基于贝叶斯网络岩体结构面抗剪强度区间概率分析54-66
• 4.1 概述54-55
• 4.2 JRC-JCS模型基本原理55
• 4.3 贝叶斯网络基本原理55-57
• 4.3.1 贝叶斯网络的概念及构成55-56
• 4.3.2 贝叶斯网络的构建56-57
• 4.3.3 贝叶斯网络软件Nctica57
• 4.4 北山各测区岩体抗剪强度计算参数获取57-60
• 4.4.1 结构面粗糙度JRC57
• 4.4.2 壁岩强度JCS57-58
• 4.4.3 法向应力σ58-60
• 4.4.4 基本摩擦角φ_r60
• 4.5 基于贝叶斯网络抗剪强度区间概率分析60-65
• 4.5.1 贝叶斯网络模型构建60-61
• 4.5.2 结构面抗剪强度区间概率分析61-65
• 4.6 本章小结65-66
• 5 结论与展望66-68
• 5.1 结论66
• 5.2 展望66-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-74

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