[发明专利]一种基于形态修正的节理面粗糙度计算方法

权利要求书

1.一种基于形态修正的节理面粗糙度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在待测量的岩石节理面上，建立x-y坐标系；

步骤二、绘制分别与建立的x-y坐标系中x轴、y轴平行且间距为d的网格线，以得到网格和网格点；

步骤三、确定标准水平面，扫描各网格点相对标准水平面的高程，得到每一个网格点高程h(x,y)；

步骤四、选取测量方向，沿测量方向绘制间距为d的平行直线覆盖整个岩石节理面，在每条平行直线上取间距为d的计算点，根据行列位置对计算点编号(i，j)，并计算得到每个计算点在x-y坐标系的坐标(x_ij,y_ij)；

步骤五、根据每一个网格点高程h(x,y)以及计算点的坐标(x_ij,y_ij)线性内插得到每一个计算点的高程h_ij；

步骤六、根据每一个计算点的高程h_ij，计算选取的每条平行直线上相邻计算点之间的高差Δ_ij，并记两个相邻计算点之间为一个区间段；

步骤七、对整个岩石节理面的起伏状态进行分析，对于每一条待测的平行直线，根据相邻计算点之间的高差Δ_ij判断得到斜坡段，统计每个斜坡段所包含的区间段个数及斜坡段的长度，并对斜坡段构成的凸起段进行修正计算，得到修正后粗糙度统计值Z′_ij和修正后高差Δ′_ij；

其中，所述对斜坡段构成的凸起段进行修正计算，具体为：

对于每一条待测的平行直线，判断相邻计算点之间的高差Δ_ij由负变为正的转折点为谷点，及相邻计算点之间的高差Δ_ij由正变为负的转折点为峰点，并将谷点与峰点之间的中间段确定为斜坡段；

统计每个斜坡段的所包含的区间段个数A_k，结合计算点的间距d计算每个斜坡段长度为A_kd，k表示某一直线上斜坡段的编号，并由相邻计算点之间的高差Δ_ij的正负判断得到向上的斜坡段长度A_2s-1d和向下的斜坡段长度A_2sd，其中k＝2s-1或k＝2s；

由一个向上的斜坡段与一个向下的斜坡段构成一个凸起段，记编号为(i，m)的点为凸起段起点，编号为(i，n)的点为凸起段终点，h_im和h_in分别为编号为点(i，m)和点(i，n)处的高程，及n与m的关系式为n-m＝A_2s-1+A_2s-1；

计算得到凸起段长度(A_2s+A_2s+1)d，并将其与参考值D比较大小，根据比较结果计算得到修正后粗糙度统计值Z′_ij和修正后高差Δ′_ij，具体为：

若凸起段长度小于参考值D，则令m≤j＜n处的修正后统计值Z′_ij和修正后高差Δ′_ij取值如下：

其中，η为折减系数；若凸起段长度大于参考值D，则修正后统计值Z′_ij和修正后高差Δ′_ij取值：Z′_ij＝0，Δ′_ij＝Δ_ij；

步骤八、根据修正后粗糙度统计值Z′_ij和修正后高差Δ′_ij、区间段个数计算各区间段的最终粗糙度统计值Z_ij；

步骤九、根据各区间段的最终粗糙度统计值，计算各待测平行直线上直线段的粗糙度统计值Z_i；

步骤十、根据各待测平行直线上直线段的粗糙度统计值，计算得到整个岩石节理面的粗糙度统计值Z。

2.根据权利要求1所述基于形态修正的节理面粗糙度计算方法，其特征在于，所述步骤三中选择最低点所在平面为标准水平面。