一种岩石结构面实验室合理尺寸确定的多重分形参数分析方法技术

本发明专利技术提供了一种岩石结构面实验室内合理尺寸确定的多重分形参数分析方法，应用多重分形参数表征岩石结构面粗糙度，分析了岩石结构面粗糙度的尺寸效应规律，并给出了函数关系式，提出了用函数曲线斜率倾角确定岩石结构面实验室内合理尺寸的新方法。本发明专利技术克服了通过计算岩石结构面二维剖面线分形维数来研究结构面尺寸效应片面性的缺点，使得岩石结构面的尺寸效应分析结果更为精确，为实验室内岩石结构面合理尺寸的确定提供了理论依据。

A multifractal parameter analysis method for determining the reasonable size of rock structure laboratory

The invention provides a multi fractal parameters of rock structural plane in the laboratory to determine the reasonable size of the rock structure analysis method, using multi fractal characterization of surface roughness, the surface roughness analysis of rock structure size effect law degree, and gives the function relation, this paper puts forward a new method of rock structural plane in the laboratory to determine the reasonable size with the function of slope angle. The invention overcomes the calculation of rock structural plane 2D profile fractal dimension of surface structure defect size effect of one-sided, the size effect of rock structural plane analysis result is more accurate, it provides a theoretical basis for determining a reasonable size of the laboratory of rock structural plane.

【技术实现步骤摘要】
一种岩石结构面实验室合理尺寸确定的多重分形参数分析方法
本专利技术涉及岩石结构面尺寸效应的定量化表征，特别涉及一种岩石结构面实验室合理尺寸确定的多重分形参数分析方法。
技术介绍
大量试验表明，岩石结构面的力学性质是存在尺寸效应的，而这一现象主要源于结构面粗糙度的尺寸效应。因此，在实验室如何利用结构面的粗糙信息规律确定合理的岩石试件尺寸具有重要的现实意义。目前表示结构面粗糙度的方法主要有统计参数表征法，分形维数描述法。分形几何是描述自然界不规则几何体的有效方法，因此，分形维数描述结构面粗糙度的成果较多。然而，在应用分形维数研究结构面的尺寸效应规律方面，目前仅局限于采用结构面某一或某几条剖面线的分形维数来描述，这样存在以偏概全的缺陷。另外，研究也表明，岩石结构面粗糙度具有多重分形特征。然而，应用多重分形参数研究岩石结构面粗糙度的尺寸效应规律鲜有报道。因此，为了克服上述不足，本专利技术应用三维扫描仪获取岩石结构面形貌数据，采用改进投影覆盖法计算不同尺寸大小结构面的多重分形参数，分析其变化规律，给出其函数表达式，提出采用函数斜率倾角确定实验室内同类型结构面的合理尺寸的新方法。
技术实现思路
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【技术保护点】
一种岩石结构面实验室合理尺寸确定的多重分形参数分析方法，其特征在于，包括以下步骤：根据需要按照不同尺寸划分方案，将结构面划分为大小不同的区域；计算各区域结构面的多重分形参数值；研究大小不同结构面多重分形参数的变化规律，给出各尺寸划分方案下结构面尺寸效应的函数关系式，用对数函数关系

【技术特征摘要】
1.一种岩石结构面实验室合理尺寸确定的多重分形参数分析方法，其特征在于，包括以下步骤：根据需要按照不同尺寸划分方案，将结构面划分为大小不同的区域；计算各区域结构面的多重分形参数值；研究大小不同结构面多重分形参数的变化规律，给出各尺寸划分方案下结构面尺寸效应的函数关系式，用对数函数关系和表示，所述的a、b分别为系数，ΔD、Δa是多重分形参数，L0为基础结构面边长，L0＝32mm，L为所计算结构面的边长，L>L0；比较各方案结构面尺寸效应函数关系式，以系数a的绝对值最大的函数关系式作为确定实验室内岩石结构面合理尺寸的计算依据；当函数和曲线某一点斜率倾角等于K°时，将该点值作为结构面的合理临界尺寸，亦即求解时，L的值，所述的K是评判指标，通过在实验室比较函数斜率较小时的两块岩石结构面的力学性能，验证后进行确定。2.根据权利要求1所述的一种岩石结构面实验室合理尺寸确定的多重分形参数分析方法，其特征在于，所述的计算各区域结构面的多重分形参数值的步骤为：(1)获取该区域结构面的三维形貌数据，包括结构面各点的高度信息，所述高度信息是指该点与结构面内最低点的落差；(2)测度距q分别取值[-45,45]的整数，重复进行步骤(3)至(8)；(3)尺度变量δ分别取值重复进行步骤(4)至(6)；(4)将结...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈世江，郭国潇，杨志东，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15