一种基于界面孔隙度的防渗墙槽段缝剪切强度预测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于界面孔隙度的防渗墙槽段缝剪切强度预测方法，属于岩土工程技术领域，该方法包括：1)通过高精度三维扫描技术获取接缝上、下界面的三维形貌数据并进行坐标矫正；2)以界面两侧的最深基准线来确定界面厚度ζ，得到界面初始孔隙度n<subgt;0</subgt;和初始接触面积A<subgt;0</subgt;；3)根据微元垂向间距s的分布函数，得到轴压与孔隙比n的关系式；4)计算接缝上、下界面接触单元的平均加权高度5)根据界面孔隙度n和平均加权高度预测结构面的剪切强度。本发明专利技术基于界面孔隙度的演化过程，可以有效预测界面两侧不同粗糙度下的防渗墙槽段缝剪切强度，为防渗墙的抗渗性能评估提供了理论基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及岩土工程，具体为一种基于界面孔隙度的防渗墙槽段缝剪切强度预测方法。

技术介绍

1、防渗墙作为提高土石坝防渗性能的核心结构，其槽段缝的剪切力学特性对整体防渗效果有着决定性的影响。相较于防渗墙主体部分，槽段接头力学性质薄弱，在后期运行过程中坝体荷载、高水力梯度及动水力作用下极易发生剪切引起的渗漏和变形，导致防渗墙长期抗渗性能发生劣化。

2、影响界面剪切力学特性的因素有很多，例如本体强度、表面粗糙度以及法向应力等，其中表面粗糙度是影响剪切力学特性的关键因素，不仅决定了界面接触面积的大小，还直接关系到剪切应力在接触界面上的分布和传递。通常采用barton提出的结构面粗糙系数(jrc)来描述结构面的粗糙度，jrc值一般通过与barton定义的10种标准结构面轮廓曲线进行视觉对比的方法进行确定，并提出了著名的jrc-jcs峰值抗剪强度模型。后来提出了多种统计参数来描述结构面的粗糙度系数(jrc)，例如起伏度特征参数(rms)、坡度均方根一阶导数(z2)、结构函数(sf)和线粗糙度指数(rp)等。然而，防渗墙槽段缝界面通常是复杂的三维形态，由多本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于界面孔隙度的防渗墙槽段缝剪切强度预测方法，其特征在于，所述防渗墙槽段缝剪切强度预测方法包括：

2.根据权利1所述的基于界面孔隙度的防渗墙槽段缝剪切强度预测方法，其特征在于：步骤(1)中对接缝上、下界面坐标校正后进行网格划分，基于高精度三维激光扫描点云数据，扫描精度小于0.02mm，将界面划分成x、y轴等间距的四边形网格微元，确保每个微元的面积相等；对于每个网格微元内的坐标点(x,y)，利用python中“griddata”函数的“cubic”插值法，求取界面网格微元(i,j)对应的高程zi,j。

3.根据权利2所述的基于界面孔隙度的防渗墙槽段缝剪切强度...

【技术特征摘要】

1.一种基于界面孔隙度的防渗墙槽段缝剪切强度预测方法，其特征在于，所述防渗墙槽段缝剪切强度预测方法包括：

2.根据权利1所述的基于界面孔隙度的防渗墙槽段缝剪切强度预测方法，其特征在于：步骤(1)中对接缝上、下界面坐标校正后进行网格划分，基于高精度三维激光扫描点云数据，扫描精度小于0.02mm，将界面划分成x、y轴等间距的四边形网格微元，确保每个微元的面积相等；对于每个网格微元内的坐标点(x,y)，利用python中“griddata”函数的“cubic”插值法，求取界面网格微元(i,j)对应的高程zi,j。

3.根据权利2所述的基于界面孔隙度的防渗墙槽段缝剪切强度预测方法，其特征在于：在槽段缝界面扫描数据的坐标校正过程中，首先对上、下界面的三维点云数据进行降噪、去除孤立点以及填补数据中的空洞等预处理，以确保数据集的完整性和可靠性；随后，通过最近点(icp)算法对点云数据进行精细对齐，确保上下界面数据在统一的参考坐标系统中精确匹配，消除由设备误差、环境因素或样本位置变动引起的偏差；最后，采用最小二乘法对配准过程中产生的残差进行量化分析，优化点云数据的对齐精度，确保结构面特征的准确表达。

4.根据权利1所述的基于界面孔隙度的防渗墙槽段缝剪切强度预测方法，其特征在于：步骤(2)中界面厚度ζ通过上、下界面最深的基准线来确定，采用公式进行计算，其中，为上界面第i行j列接触微元相对于上界面基准线的高差；为下界面对应微元相对于下界面基准线的高差。

5.根据权利1所述的基于界面孔隙度的防渗墙槽段缝剪切强度预测方法，其特征在于：步骤(2)中上、下界面对应网格微元的间距si,j计算公式为将计算结果储存到数组中，其中si,j&g...

【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，廖明可，金伟，窦向贤，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：