[发明专利]一种岩体RQDt快速自动求解绘制方法

说明书

一种岩体RQDt快速自动求解绘制方法，属于岩体质量表征技术领域，其步骤包括：(1)结构面三维激光扫描快速获取；(2)结构面极点图和倾向玫瑰花图自动绘制系统研发；(3)岩体三维裂隙网络模型自动生成和剖切系统研发；(4)岩体RQDt各向异性图自动绘制系统研发。本发明采用三维激光扫描技术快速获得结构面点云数据，基于近邻传播算法编程研发结构面极点图和倾向玫瑰花图自动绘制系统，基于蒙特卡洛方法编程研发岩体三维裂隙网络模型自动生成和剖切系统，基于RQDt理论编程研发岩体RQDt各向异性图自动绘制系统，实现了结构面极点图、产状玫瑰花图、裂隙网络模型和岩体RQDt各向异性图的快速自动求解绘制。本发明方法手段快速自动，工程应用便捷。

技术领域

本发明涉及一种岩体RQDt快速自动求解绘制方法，特别的是本发明采用三维激光扫描技术快速获得结构面点云数据，基于近邻传播算法编程研发结构面极点图和倾向玫瑰花图自动绘制系统，基于蒙特卡洛方法编程研发岩体三维裂隙网络模型自动生成和剖切系统，基于RQDt理论编程研发岩体RQDt各向异性图自动绘制系统。将三维激光扫描技术、结构面极点图和倾向玫瑰花图自动绘制、岩体三维裂隙网络自动生成、岩体RQDt自动求解绘制和软件编程研发相结合，提供了一种岩体RQDt快速自动求解绘制方法，属于岩体质量表征技术领域。

背景技术

在自然界中，各向异性无处不在。岩体表现出非常明显的各向异性，其性质随观察角度和测量方向的变化而变化。RQD是表征岩体质量的重要指标，RQD具有各向异性。广义RQD是对任一间距阈值t，把沿某一测线方向大于t的间距之和与测线总长之比的百分数，用RQDt表示。通过对RQD各向异性的研究，可以得到岩体质量评价结果。RQD的各向异性是与测线方向、结构面形态和分布特征息息相关的。岩体中广泛发育的结构面，是破坏岩体连续性、完整性，控制岩体力学特征和稳定性的重要因素。结构面的发育模式和分布形态非常复杂，不同的节理组之间、节理和断层之间，又存在着一定的成生关系，构成某种特定的组合，表现出一定的规律性。因此，如何快速高效自动的求解RQD的数值，快速自动的获得RQD的各向异性图，是研究岩体质量各向异性的基础。

岩体的快速表征重构是研究RQD各向异性的基础。蒙特卡洛方法是用来重构岩体裂隙网络模型的一种常用方法，它是用随机的方法去解决确定的或者理论上无法解决的问题。根据随机变量的概率分布形式，利用一定的随机数生成方法，生成概率分布形式与该随机变量的分布形式相似或平行的随机数序列。结合结构面几何参数和概率分布形态，可以实现岩体三维裂隙网络模型的快速重构。

裂隙岩体是十分复杂的非均质各向异性介质，结构性是裂隙岩体最基本特性，与宏观力学特性一样受结构面分布情况的影响和控制。岩体内部大量的原生活次生结构面，共同构成了岩体内部的裂隙网络状态。岩体裂隙网络在工程扰动作用下岩体三向应力重新分布，造成裂隙网络不断扩展贯通，结构面进一步发育，进而降低岩体强度和稳定性。

在裂隙网络模拟中，结构面被赋予随机特性，结构面网络模拟技术可以被用来作为定量描述和处理纷繁结构面体系的工具。通过研究岩体的节理裂隙的特征及分布规律，构建与现场岩体实际节理裂隙分布特征具有统计相似特征的节理网络模型，是进行节理裂隙岩体工程力学行为计算与分析研究的基础。

结构面网络模拟的基础是结构面参数信息，而如何快速、有效的获得结构面信息，并对结构面产状进行分析和描述，自动获得区域内结构面的产状和分布特征等，一直以来是岩体工程界最关心和亟待解决的关键技术问题。