一种不等级节理岩体多尺度制造技术

本发明专利技术提出了一种不等级节理岩体多尺度

【技术实现步骤摘要】
一种不等级节理岩体多尺度DFN
‑
DEM等效建模方法


[0001]本专利技术属于岩土工程
，尤其涉及一种不等级节理岩体多尺度
DFN
‑
DEM
等效建模方法
。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术
。
[0003]岩体力学性质与岩体中的结构面
、
结构体及赋存环境密切相关
。
在岩体内存在各种地质界面，包括物质分异面和不连续面，作为岩体中一种重要的结构面，节理的存在使岩体在外荷载作用下体现各向异性特征，也可引起岩体的尺寸效应；此外结构面的规模也对岩体力学性质有显著影响
。
实践证明，结构面对岩体力学性质及岩体稳定的影响程度，首先取决于结构面的延展性及其规模；中国科学院地质研究所将结构面的规模分为五级，其中四级结构面延展性差，一般为数米至数十米范围内的节理
、
片理等，它们仅在小范围内将岩体切割成块状；这些结构面的不同组合，可以将岩体切割成各种形状和大小的结构体，它是岩体结构研究的重点问题之一，而五级结构面是延展性极差的一些微小裂隙，它主要影响岩块的力学性质
。
岩块的破坏由于微裂隙的存在而具有随机性
。
[0004]在工程设计中，岩体质量评价是岩石力学与工程应用的基础工作；岩石节理力学试验，需要对大量不同形状的试件进行试验，通常这些试件包含各种不同的节理构造，在特定的应力水平下，进行各种不同的应力路径加卸载试验；由于试验设备对试件尺寸的要求及试验费用的限制，通常不可能大量采用这种方法；虽然岩体原位试验可以真实反映节理岩体的力学行为，但由于原位测试难度大，费用高，该方法的运用也受到了很大的限制；因此现有的反映节理岩体力学行为的方式，在应用上有诸多限制，适用性和鲁棒性不够
。

技术实现思路

[0005]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种不等级节理岩体多尺度
DFN
‑
DEM
等效建模方法，基于马尔科夫链蒙特卡洛的区域自适应修正算法，建立了真实反应工程节理岩体的几何特性的不等级节理岩体多尺度
DFN
网格模型，基于岩体表征单元
REV
的概念，等效不同尺度节理力学性质影响，建立了不等级节理岩体多尺度
DFN
‑
DEM
等效模型，从而解决了原位测试在反映节理岩体的力学行为运用方面受到的限制
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
[0007]本专利技术第一方面提供了一种不等级节理岩体多尺度
DFN
‑
DEM
等效建模方法
。
[0008]一种不等级节理岩体多尺度
DFN
‑
DEM
等效建模方法，包括：
[0009]根据采集到的多源异构数据，分析结构面空间展布形态，建立不同节理尺度空间展布模型；
[0010]基于不同节理尺度空间展布模型，进行
DFN
i
参数录入，构建不等级
DFN
i
模型组，通过马尔科夫链蒙特卡洛的区域自适应修正，最终得到不等级节理岩体多尺度
DFN
i
模型组；
[0011]对不等级节理岩体多尺度
DFN
i
模型组的力学参数进行分析，得到等效岩体力学属性，完成不等级节理岩体多尺度
DFN
‑
DEM
等效岩体建模
。
[0012]进一步的，所述多源异构数据包括岩体结构面信息
、
双目立体摄影量测
、
钻孔电视
、
超前地质预报多源信息
。
[0013]进一步的，所述分析结构面空间展布形态，具体为：
[0014]对持续采集的掌子面图片进行图像处理与特征提取，获取岩体结构面信息，结合双目立体摄影量测
、
钻孔电视
、
超前地质预报多源信息融合的隧道结构面信息动态追踪与分析方法，获取结构面真实空间展布形态
。
[0015]进一步的，所述建立不同节理尺度空间展布模型，是基于结构面真实空间展布形态，分析岩体节理产状
、
工程尺度
、
空间展布形态，建立不同节理尺度空间展布模型
。
[0016]进一步的，所述进行
DFN
i
参数录入，是从小尺度
DFN1到大尺度
DFN
i
的不等级节理参数输入
。
[0017]进一步的，所述通过马尔科夫链蒙特卡洛的区域自适应修正，具体步骤为：
[0018]从一随机初始状态
i
起始；
[0019]随机选择一目标状态
j
，计算测度：
α
ij
＝
min(s
j
p
ji
、s
i
p
ij
,1)
，如
>0.5
则接受该次状态转移，反之拒绝；经多次迭代，该马尔科夫链收敛至理想静态分布
s
，即目标节理展布；
[0020]遍历围岩区域一倍洞径范围内节理
[S]，即掌子面区域范围内真实节理组展布；由此构建基于
MCMC
算法的确定
‑
随机性节理自适应动态网络模型
。
[0021]进一步的，所述对不等级节理岩体多尺度
DFN
i
模型组的力学参数进行分析，得到等效岩体力学属性，是利用岩体表征单元体
REV
的概念，实现节理岩体力学性质的等效过程
。
[0022]本专利技术第二方面提供了一种不等级节理岩体多尺度
DFN
‑
DEM
等效建模系统
。
[0023]一种不等级节理岩体多尺度
DFN
‑
DEM
等效建模系统，包括展布构建模块
、DFN
i
建模模块和等效建模模块：
[0024]展布构建模块，被配置为：根据采集到的多源异构数据，分析结构面空间展布形态，建立不同节理尺度空间展布模型；
[0025]DFN
i
建模模块，被配置为：基于不同节理尺度空间展布模型，进行
DFN
i
参数录入，构建不等级
DFN
i
模型组，通过马尔科夫链蒙特卡洛的区域自适应修正，最终得到不等级节理岩体多尺度
DFN
i
模型组；
[0026]等效建模模块，被配置为：对不等级节理岩体多尺度
DFN...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种不等级节理岩体多尺度
DFN
‑
DEM
等效建模方法，其特征在于，包括：根据采集到的多源异构数据，分析结构面空间展布形态，建立不同节理尺度空间展布模型；基于不同节理尺度空间展布模型，进行
DFN
i
参数录入，构建不等级
DFN
i
模型组，通过马尔科夫链蒙特卡洛的区域自适应修正，最终得到不等级节理岩体多尺度
DFN
i
模型组；对不等级节理岩体多尺度
DFN
i
模型组的力学参数进行分析，得到等效岩体力学属性，完成不等级节理岩体多尺度
DFN
‑
DEM
等效岩体建模
。2.
如权利要求1所述的一种不等级节理岩体多尺度
DFN
‑
DEM
等效建模方法，其特征在于，所述多源异构数据包括岩体结构面信息
、
双目立体摄影量测
、
钻孔电视
、
超前地质预报多源信息
。3.
如权利要求1所述的一种不等级节理岩体多尺度
DFN
‑
DEM
等效建模方法，其特征在于，所述分析结构面空间展布形态，具体为：对持续采集的掌子面图片进行图像处理与特征提取，获取岩体结构面信息，结合双目立体摄影量测
、
钻孔电视
、
超前地质预报多源信息融合的隧道结构面信息动态追踪与分析方法，获取结构面真实空间展布形态
。4.
如权利要求1所述的一种不等级节理岩体多尺度
DFN
‑
DEM
等效建模方法，其特征在于，所述建立不同节理尺度空间展布模型，是基于结构面真实空间展布形态，分析岩体节理产状
、
工程尺度
、
空间展布形态，建立不同节理尺度空间展布模型
。5.
如权利要求1所述的一种不等级节理岩体多尺度
DFN
‑
DEM
等效建模方法，其特征在于，所述进行
DFN
i
参数录入，是从小尺度
DFN1到大尺度
DFN
i
的不等级节理参数输入
。6.
如权利要求1所述的一种不等级节理岩体多尺度
DFN
‑
DEM
等效建模方法，其特征在于，所述通过马尔科夫链蒙特卡洛的区域自适应修正，具体步骤为：从一随机初始状态

【专利技术属性】
技术研发人员：贺鹏，闫志强，郑程程，魏久传，安婕，石康，麻正虎，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：