基于轮廓线条带的结构面三维粗糙度测量方法及装置制造方法及图纸

一种基于轮廓线条带的结构面三维粗糙度测量方法，采用由相邻轮廓线组成的轮廓线条带对结构面的三维局部形貌进行表征，并针对不同尺寸的结构面采用不同的轮廓线最优条带宽度，同时在测量过程中动态判断所测得的轮廓线条带是否足以可靠地评价结构面的三维粗糙度；本发明专利技术还提供了一种实现该方法的测量装置，包括记录单元、测量单元和连接载体，记录单元水平安装于连接载体的上部，测量单元垂直安装于连接载体的下部，所述记录单元包括水平调距模块和记录笔，所述测量单元包括垂直调距模块和探针。本发明专利技术可有效消除二维轮廓线与结构面三维形貌的维度差异，装置结构简单，体积小，方便携带，可定量调节轮廓线的测量间距。可定量调节轮廓线的测量间距。可定量调节轮廓线的测量间距。

【技术实现步骤摘要】
基于轮廓线条带的结构面三维粗糙度测量方法及装置


[0001]本专利技术涉及岩土工程
，具体涉及一种基于轮廓线条带的结构面三维粗糙度测量方法及其装置。

技术介绍

[0002]结构面粗糙度对岩体的力学和水力特性具有显着影响，是岩体稳定性分析中的关键参数。在工程实践中，可以方便地采用轮廓曲线仪在结构面表面进行二维轮廓曲线测量，然后基于所测得的二维轮廓线对结构面的粗糙度进行评价。然而，在采用轮廓曲线仪测量并评价结构面的粗糙度时仍面临如下不足之处：
[0003](1)结构面的表面形貌具有三维特征，鉴于二维粗糙度与三维粗糙度之间的维度差异，使用单条或多条二维轮廓线是否可以准确评价结构面的三维粗糙度仍存在争议；
[0004](2)当使用二维轮廓线评价结构面的粗糙度时，位于轮廓线间隔内的一些几何特征可能会被忽略，以往研究通常采用0.1mm至15mm的采样间隔测量轮廓线，虽然已有研究验证了轮廓线采样间隔对粗糙度评价结果的影响，但在轮廓线最优采样间隔方面仍存在彼此不一致的结果；
[0005](3)虽然减小二维轮廓线的采样间隔可以提高结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于轮廓线条带的结构面三维粗糙度测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、选取结构面露头，调查结构面的剪切方向或裂隙的渗流方向，确定三维粗糙度的测量方向；S2、测量结构面的尺寸，依照结构面尺寸大小确定轮廓线条带最优宽度；所述轮廓线条带由相邻两条轮廓线组成，其宽度等于相邻两条轮廓线之间的间距；S3、基于所述测量方向和轮廓线条带最优宽度，采用轮廓线条带测量装置在结构面表面测量轮廓线条带；S4、选择结构面三维平均倾角θ
s
、结构面三维坡度均方根Z
2s
以及结构面面积投影比R
s
作为轮廓线条带的三维粗糙度基本指标，按照下述公式(1)～(3)对θ
s
、Z
2s
和R
s
进行计算，按照下述公式(4)计算结构面三维粗糙度的测量误差；下述公式(4)计算结构面三维粗糙度的测量误差；下述公式(4)计算结构面三维粗糙度的测量误差；下述公式(4)计算结构面三维粗糙度的测量误差；其中，M
x
、M
y
分别为沿X和Y轴均匀分布的采样点数，α
i
为第i个三角形单元的外法线向量的倾角，即三角形平面的外法线与Z轴的夹角，A
t
为结构面表面的实际面积，A
n
为结构面在X
‑
Y平面上的投影面积，a
i
为第i个三角形单元的面积，SI是点云的采样间距，δ为结构面三维粗糙度测量误差，s为轮廓线条带三维粗糙度基本指标的标准差，μ为轮廓线条带三维粗糙度基本指标的均值，n为轮廓线条带测量数量，β为置信水平，为自由度为n
‑
1的t分布的上分位数；S5、在轮廓线条带测量过程中动态更新所述结构面三维粗糙度的测量误差δ，直至所述结构面三维粗糙度的测量误差δ满足工程需求；S6、采用与需要计算的三维粗糙度参数的计算公式中所需要的点间距相一致的采样间距，对所测量得到的轮廓线条带进行三角化处理，基于轮廓线条带的三角化模型评价结构面的三维粗糙度。2.如权利要求1所述的基于轮廓线条带的结构面三维粗糙度测量方法，其特征在于，所述步骤S3中，采用轮廓线条带测量装置在结构面表面测量轮廓线条带的具体内容为，首先采用轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：雍睿，王昌硕，罗战友，杜时贵，吕原君，刘广建，李干，安鹏举，余乔娟，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：