[发明专利]一种岩体结构面粗糙度系数的综合确定方法

权利要求书

1.一种岩体结构面粗糙度系数的综合确定方法，其特征在于按照如下的步骤进行：

步骤一、在工程岩体结构分析的基础上，采用三维激光扫描或岩体结构面形貌仪获取所要测量岩体结构面的形貌数据；

步骤二、用所获取的岩体结构面形貌数据，生成岩体结构面数字高程模型DEM；

步骤三、在岩体结构面数字高程模型DEM上，提取出能代表岩体结构面形貌的代表性曲线，以额定取样间隔SI依次选取代表性曲线上n个点，按照点的三维直角坐标系坐标组成点的集合{(X₁,Y₁,Z₁),(X₂,Y₂,Z₂),…(X_n,Y_n,Z_n)}，X轴为岩体结构面形貌水平面内部的一个坐标轴，Y轴为岩体结构面形貌水平面内部同X轴垂直的坐标轴，Z轴为垂直于岩体结构面形貌水平面的轴，n为自然数；

步骤四、建立新的平面直角坐标系(x,y)，将步骤三中点集合中的点坐标进行坐标转换，转换后的x_n＝(n-1)×SI，y_n＝Z_n，形成新的点的坐标集合{(x₁,y₁),(x₂,y₂),…(x_n,y_n)},在平面直角坐标系(x,y)中形成曲线，此曲线可代表所测岩体结构面形态，n为自然数；

步骤五、计算步骤四中曲线的特征参数δ、σ_i、R_z、D，并进一步计算出单项岩体结构面粗糙度系数值JRC₁、JRC₂、JRC₃、JRC₄；

JRC₁＝aδ^b-0.2256式中

JRC₂＝cσ_i^f-1.0066式中

JRC₃＝4.6836R_z^0.6106(3)

JRC₄＝92.709(D-1)^0.377(4)

其中，SI为取样间隔，δ为曲线伸长率，a,b,c,f为方程系数；

δ＝(L_t-L)/L，

L_t曲线迹长，L曲线投影长，σ_i为起伏角标准差，i为自然数；

R_z为最大起伏度，即曲线最高波峰和最低波谷的垂直距离，为y的最大值与最小值的差，i_ave为线平均起伏角；

D为用h-l法算出的曲线分维数，h为平均凹谷深度或平均凸峰高度，l为半波长，M为半波长的个数，

步骤六、用公式5计算出单项岩体结构面粗糙度系数值的平均值作为所测岩体结构面的粗糙度系数值，JRC＝(JRC₁+JRC₂+JRC₃+JRC₄)/4(5)。

2.根据权利要求1所述的一种岩体结构面粗糙度系数的综合确定方法，其特征在于：步骤三中的代表性曲线是根据岩体结构面形貌进行绘制，是螺旋线、蛇形线、折线中的任意一种。