Fouché裂隙产状概率分布计算方法运用后残留误差的评价技术技术

本发明专利技术提供一种

Fouch \u00e9 fracture occurrence probability distribution calculation method

【技术实现步骤摘要】
Fouché裂隙产状概率分布计算方法运用后残留误差的评价技术
本专利技术涉及岩石力学和构造地质学领域，尤其涉及Fouché裂隙产状概率分布计算方法运用后残留误差的评价技术。
技术介绍
地壳岩体包含了大量裂隙，裂隙的存在使得岩体展现出与无裂隙化岩石不同的特点，比如更强的渗透性、更大的孔隙度、降低的强度。由于这些特点，裂隙网络常常构成了流体如水、石油、天然气和二氧化碳的储蓄库和流通通道。同时，裂隙网络构成岩石边坡或山体潜在的破坏面。在如今能源短缺、水污染、地质灾害频发等问题日益突出的背景下，估计储蓄库储量、判断流体通道水力路途、评价山体潜在变形破坏形式是一个关系国家未来的重大科学问题。这些问题的解决均依赖于对裂隙几何信息的准确掌握。单个裂隙的几何信息包括粗糙度、位置、大小和产状等。其中，裂隙网络的产状概率分布是一个重要的几何信息统计分布。测线取样是最常用的裂隙几何信息调查技术，这种技术只捕获交切测线的实测裂隙，并测量这些实测裂隙的几何信息，获得实测裂隙的几何信息样本。对于产状，此样本存在观测误差，在统计上并不反映三维空间内裂隙的产状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.Fouché裂隙产状概率分布计算方法运用后残留误差的评价技术，其特征在于，包括以下步骤：/nS1，采用测线取样法获得实测裂隙的几何信息样本，同时，获得实测测线的几何数据，所述实测裂隙的几何信息样本包括实测裂隙的产状样本、实测裂隙的迹线长度和实测裂隙的隙宽，所述实测测线的几何数据包括实测测线的倾伏向和倾伏角、实测测线的长度；/nS2，根据实测裂隙的几何信息样本和实测测线的几何数据，计算三维空间内裂隙的半径概率分布、中心点概率分布和隙宽概率分布，并采用Fouché方法计算三维空间内裂隙的产状概率分布；/nS3，利用步骤S2计算得到的三维空间内裂隙的半径概率分布、中心点概率分布、隙宽概率分布和产...

【技术特征摘要】
1.Fouché裂隙产状概率分布计算方法运用后残留误差的评价技术，其特征在于，包括以下步骤：
S1，采用测线取样法获得实测裂隙的几何信息样本，同时，获得实测测线的几何数据，所述实测裂隙的几何信息样本包括实测裂隙的产状样本、实测裂隙的迹线长度和实测裂隙的隙宽，所述实测测线的几何数据包括实测测线的倾伏向和倾伏角、实测测线的长度；
S2，根据实测裂隙的几何信息样本和实测测线的几何数据，计算三维空间内裂隙的半径概率分布、中心点概率分布和隙宽概率分布，并采用Fouché方法计算三维空间内裂隙的产状概率分布；
S3，利用步骤S2计算得到的三维空间内裂隙的半径概率分布、中心点概率分布、隙宽概率分布和产状概率分布，通过分离裂隙网络随机模拟技术建立裂隙网络模型；
S4，在裂隙网络模型中设置与实测测线的倾伏向和倾伏角相同的虚拟测线，然后收集与虚拟测线相交的重构裂隙，并获取与虚拟测线相交的重构裂隙的产状样本，重构裂隙的产状包括重构裂隙的倾向和倾角；
S5，构造实测裂隙的产状样本与重构裂隙的产状样本的统计量，然后根据所述统计量计算双尾渐近显著性概率，所述双尾渐近显著性概率表征Fouché裂隙产状概率分布计算方法运用后的残留误差。


2.如权利要求1所述的评价技术，其特征在于，步骤S1中，获得实测裂隙的几何信息样本和实测测线的几何数据的过程为：布置野外观测岩体裂隙的实测测线，采集与实测测线相交的实测裂隙，统计实测裂隙的样本数量；利用地质罗盘测量这些实测裂隙的产状，得到实测裂隙的产状样本，实测裂隙的产状包括实测裂隙的倾向和倾角；利用皮尺或直尺测量这些实测裂隙的迹线长度；利用塞尺测量这些实测裂隙的隙宽；利用地质罗盘测量实测测线的倾伏向和倾伏角；采用皮尺或直尺测量实测测线的长度。


3.如权利要求1所述的评价技术，其特征在于，步骤S2中，采用Fouché方法计算三维空间内裂隙的产状概率分布的具体过程为：
S201，绘制极射投影图，并结构网格化投影图；
S202，通过极射投影将实测裂隙的产状转换成极点，统计落入各个网格内的极点数量，同时，通过改变极点坐标的方式将落入同一网格内的所有极点变换成定义在网格中心点的极点；
S203，计算实测测线与定义在各个网格中心点的裂隙的夹角的正弦值，夹角的正弦值的计算公式为：



式中，是实测测线与定义在各个网格中心点的裂隙的夹角，α和β分别是定义在各个网格中心点的裂隙的倾向和倾角，ψ和ζ分别是实测测线的倾伏向和倾伏角；
S204，根据夹角的正弦值计算极点数量的误差补偿系数，极点数量的误差补偿系数的计算公式为：



式中，是极点数量的误差补偿系数，na是实测裂隙的样本数量，是小于或等于的最大整数；
S205，根据极点数量的误差补偿系数和极点数量计算极点的初始补偿数量，极点的初始补偿数量的计算公式为：



式中，Pc是初始补偿数量，Po是落入某一网格的极点数量；
S206，将极点的初始补偿数量通过四舍五入取整的方法得到各个网格内极点的补偿数量；
S207，采用Fisher分布表征补偿数量的分布情况，Fisher分布参数包括平均产状和Fisher常量，平均产状为平均倾向和平均倾角，平均倾向的计算公式为：



平均倾角的计算公式为：



Fisher常量的计算公式是



式中，和分别是三维空间内裂隙的平均倾向和平均倾角；nb为各个网格内极点的补偿数量总和；αi和βi分别是极点坐标变换后的第i个裂隙的倾向和倾角，i＝1,2,3,L,nb；κ是Fisher常量。


4.如权利要求1所述的评价技术，其特征在于，步骤S2中，三维空间内裂隙的半径概率分布的计算过程为：
S211，计算露头面上裂隙平均全迹长，露头面上裂隙平均全迹长的计算公式是



式中，μ是露头面上裂隙平均全迹长，C1为迹线的截短值，C2为迹线的截长值，nc为长度大于截短值的迹线样本数量，nd是长度大于截短值且小于截长值的迹线...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄磊，唐辉明，张俊荣，苏雪雪，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北;42