[发明专利]一种基于多测窗迹线信息构建通用椭圆盘DFN模型的方法

权利要求书

1.一种基于多测窗迹线信息构建通用椭圆盘DFN模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)获取岩体露头或隧道掌子面上的迹线信息

利用摄影测量技术手段获取岩体露头或隧道掌子面上的迹线信息，进一步估算其中3个测窗上的迹长均值和标准差；

(2)计算椭圆盘裂隙的几何参数

根据公式(10)、(11)、(14)-(16)，利用Matlab软件计算得到参数k₂，γ_m，μ_k，σ_k；

式中：α_i、β_i、γ_i、k_i分别为椭圆盘裂隙i的倾向、倾角、旋转角和短长轴之比，其中i＝1，2，3…，N，且0≤α_i≤2π，0≤β_i≤π，-π/2≤γ_i≤π/2，0＜k_i≤1，N为(α_i，β_i，γ_i，k_i)在其对应范围内生成的随机裂隙个数；μ_k，σ_k为短长轴之比的均值和标准差；κ₁为Fisher分布的集中参数，α_m为平均倾向，β_m为平均倾角；κ₂为von-Mises分布的集中参数，γ_m为平均旋转角，I₀(κ₂)为修正的Bessel函数；a_sj，β_sj为测窗j的倾向和倾角；ω(α_i，β_i，γ_i，α_sj，β_sj)表示椭圆盘裂隙i与测窗j截交产生的迹线与椭圆盘长轴之间的夹角；为方便起见，利用和分别代替上述两个复杂的蒙特卡洛积分公式；

式中：μ_l1，σ_l1是测窗1获取的迹长均值和标准差；μ_l2，σ_l2是测窗2获取的迹长均值和标准差；μ_l3，σ_l3是测窗3获取的迹长均值和标准差；和是测窗1的和的代号；和是测窗2的和的代号；和是测窗3的和的代号；E_mn(p)表示第m与第n个测窗的迹线信息构建的第p个优化函数；

然后利用公式(17)确定最佳估算结果，再由公式(18)确定μ_a和σ_a：

E_sum＝E₁₂₍₁₎+E₁₂₍₂₎+E₁₃₍₁₎+E₁₃₍₂₎+E₂₃₍₁₎+E₂₃₍₂₎ (17)

式中：E_sum为所有优化函数解之和；μ_a为椭圆盘裂隙长轴长的均值，σ_a为椭圆盘裂隙长轴长的标准差；E(k)为椭圆盘短长轴之比的一次矩；

(3)构建通用椭圆盘三维离散裂隙网络模型

利用步骤(2)计算获得的参数k₂，γ_m，μ_k，σ_k，μ_a和σ_a，按照蒙特卡洛模拟的方法生成三维通用椭圆盘离散裂隙网络模型，用于对岩体的定量化表征。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，迹长均值和标准差的估算方法包括圆形测窗法和矩形测窗法。