[发明专利]一种评价岩体裂隙网络模型精度的综合差异度的方法

说明书

本发明涉及岩体裂隙网络评价技术，旨在提供一种评价岩体裂隙网络模型精度的综合差异度的方法。该方法包括：获取迹线图；获取迹线信息；计算形状差异度；计算位置差异度；计算大小差异度；计算综合差异度，评价模型精度，选择最优模型。本发明从形状、位置、大小三个方面综合的判断实测迹线图与模拟迹线图之间的差异，避免了传统图像评价方法只从单方面评价的片面性与传统统计评价方法容易产生误差的缺陷。根据这种综合差异度指标，可以定量准确的从诸多模拟模型中选择与真实岩体最为相似的最佳模型。用于指导建模人员进一步的对最佳模型进行调整，以得到更为优良的模型。

技术领域

本发明涉及岩体裂隙网络评价技术，具体涉及一种评价岩体裂隙网络模型精度的综合差异度的方法。

背景技术

岩体是由岩石和不连续面组成的。“不连续面”是一个通用术语，是对大多数类型的节理、弱层理面、弱片理面、软弱带和断层的统称。岩体的不连续发展在很大程度上决定了岩体的变形特征和应力应变模式，对岩体工程的稳定性和安全性有着重要的影响。因此，在岩体研究和工程实践中，有必要定量描述岩体的不连续面的发育程度。由于在自然界的岩体中，不连续面是隐藏的，所以不可能在三维空间中直接测量所有的不连续面。针对这一问题，目前采用较为广泛的方法是：通过沿采样线的一维测量和二维的自然露头推测裂隙的三维特征，从而构建三维岩体裂隙网络模型。

由于岩体裂隙网络模型均是基于概率统计学知识与一些假定，使用计算机模拟生成的，因此必然与真实的岩体存在一定程度的差别。因此，评价诸多模拟模型的建模精度，选择最接近真实岩体的最佳模拟模型尤为重要。如上所述，岩体中隐藏着真实的不连续面，因此只能通过比较同一采样窗口中真实岩体与模拟岩体迹线的差异性来进行建模精度评估。针对岩体裂隙网络模型的模拟效果及该如何选择的问题，需要探寻出一种根据迹线图差异性评价岩体裂隙网络模型精度的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种评价岩体裂隙网络模型精度的综合差异度的方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种评价岩体裂隙网络模型精度的综合差异度方法，包括以下步骤：

(1)获取迹线图

使用与实测迹线图相同的矩形测窗，测量岩体裂隙网络模型的迹线，作为模拟迹线图；如果有n个矩形测窗，则一共获得n幅实测迹线图与n幅模拟迹线图；

(2)获取迹线信息

根据测窗在对应的迹线图上建立局部坐标系，其中以矩形测窗的一个端点为原点，将长边和短边分别设置为x轴和y轴；根据局部坐标系，得到如下数据：测窗端点坐标、迹线数量、迹线长度、迹线角、迹线的特征点坐标；

(3)计算形状差异度

根据第i个测窗内的实测迹线图与模拟迹线图的两个特征点集，分别计算模拟迹线图与实测迹线图的计盒维数BD_si和BD_ri，则这两幅迹线图之间的相对形状差异度为：

根据第i个测窗内的实测迹线图与模拟迹线图的迹线角数据，分别计算模拟迹线的平均迹线角MA_si与迹线角标准差SA_si，以及实测迹线的平均迹线角MA_ri与迹线角标准差SA_ri；则这两幅迹线图之间的方向差异度为：

当|MA_i-MA_ri|大于90°时，用180°-|MA_i-MA_ri|代替|MA_i-MA_ri|；

则第i个测窗内的实测迹线图与模拟迹线图之间的形状差异度为