[发明专利]一种岩体结构面三维粗糙度评价方法

摘要

本发明提供了一种岩体结构面三维粗糙度评价方法，包括以下步骤建立岩体结构面三维几何模型，基于Delaunay三角剖分算法将岩体结构面离散为一系列三角形微元；根据剪切方向确定岩体结构面发生剪切作用时可能发生接触的部位，即潜在接触微元；计算岩体结构面的所有潜在接触微元在垂直于剪切方向的面上的总投影面积；计算上述总投影面积与岩体结构面水平投影面积之比，该比值用于描述岩体结构面三维粗糙程度。本发明结合结构面剪切破坏机制，获得具有明确理论依据的粗糙度评价指标，该指标不仅反映了结构面在剪切方向上的几何形态，考虑了岩体粗糙度的各向异性，同时与结构面抗剪强度存在一定联系，能更好的服务抗剪强度估算模型。

主权项

一种岩体结构面三维粗糙度评价方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)建立岩体结构面三维几何模型；(2)基于Delaunay三角剖分算法将岩体结构面三维几何模型离散为一系列三角形的微元；(3)在一系列三角形的微元中确定潜在接触微元，潜在接触微元满足下列条件，微元的单位外法向量为单位外法向量在水平面投影向量的反向向量与剪切方向单位向量的夹角DA满足DA∈[0°，90°)，其中，微元单位外法向量的正方向由岩体的内部指向外部；(4)计算岩体结构面所有潜在接触微元在垂直于剪切方向的面上的总投影面积Av，计算公式为其中，为第i个潜在接触微元的单位外法向量，Ai为第i个潜在接触微元的面积，n为潜在接触微元的总数量；(5)定义粗糙度指标IPAP，粗糙度指标IPAP为岩体结构面的所有潜在接触微元在垂直于剪切方向的面上的总投影面积与岩体结构面水平投影面积之比，粗糙度指标IPAP即为描述岩体三维结构面粗糙程度的参数，计算粗糙度指标IPAP，其计算公式为其中，Ah为整个岩体结构面的水平投影面积。