[发明专利]一种快速初步识别岩石裂隙不同空间分布特征的方法

说明书

本发明属于岩石裂隙空间分布特征研究领域，具体涉及一种快速初步识别岩石裂隙不同空间分布特征的方法。包括以下步骤：步骤一、获取裂隙空间分布的各种参数信息，得到测区裂隙参数数据；步骤二、根据裂隙产状将裂隙分为若干特征组；步骤三、针对分组裂隙进行地质统计学特征分析；步骤四、观察整体裂隙面密度值半变异函数曲线图与各分组裂隙面密度值半变异函数曲线图之间的趋势变化关系，判别哪一分组裂隙是控制本区域裂隙空间分布特征的主要分组裂隙。本发明快速初步地判别不同分组裂隙的空间分布特征，为后续快速准确地开展相关区域的地质调查工作提供重要的基础参考，也能为下一步三维裂隙网络建模等研究工作提供更为精准的输入条件。

技术领域

本发明属于岩石裂隙空间分布特征研究领域，具体涉及一种快速初步识别岩石裂隙不同空间分布特征的方法。

背景技术

裂隙作为一种可以影响岩体性质与质量的不连续裂隙，在花岗岩岩体中是普遍存在的，并且具有分布较广、数量较多、可以在统计学角度进行统计等特点；同时作为花岗岩岩体质量评价、三维裂隙网络建模及后续岩体力学、渗透性能等分析研究工作的重要基础，对其进行详细的调查、测量与统计分析更是十分必要的。

早在20世纪60年代，随着对裂隙岩体渗透性的研究提出了最早的裂隙网络概念模型，代表性理论包括D.T.Snow的平行板裂隙模型和张量理论，C.Louis、W.Wittke等人的线素理论等。80年代以后研究人员开始更多关注裂隙的几何参数统计分析，并试图利用统计学理论建立各种参数的概率模型和相应的模拟方法。统计均质区、产状、尺寸、密度、裂隙网络模拟等方面均有经典的理论在80、90年代被提出并获得应用，代表人物包括美国的G.Baecher、H.H.Einstein、P.H.S.W Kulatilake、W.Dershowitz，澳大利亚科学院(CSIRO)、英国的S.Priest和J.A.Hudson等。这一时期的裂隙统计分析与模拟研究发展异常迅速，利用统计学原理分析裂隙网络的理论基础也在同一时期基本完成。这些研究工作的共同特点是追求数学上的严密性，重视误差分析和模型验证，概化得到的裂隙模型大同小异。

然而，事实上，裂隙赋存于一定的地质环境当中，仅仅依靠统计学和随机模拟来刻画裂隙系统模型忽略了裂隙发生与发展的地质背景和地质作用；同时由于裂隙调查也是一项费时费力的工作，对常规工程项目进行详尽的裂隙调查从经济和时间上均得不偿失。如果能够从地质环境差异的角度总结出裂隙分布特征的差异与共性，并考虑地质作用对裂隙系统的影响机制，则可以通过对区域地质环境的总体把握来揭示与具体地质环境相关的裂隙分布模式。这是一种将传统地质学命题引入工程地质(岩石力学)的新思路。90年代麻省理工学院的裂隙研究组在这方面做出了开创性的贡献。其代表性研究成果包括对不同构造体系影响下的应力场和裂隙模式分析以及相应的裂隙建模。这种将地质因素与力学、统计学相结合的新模型代表了未来裂隙模型研究的可能方向。

因此，目前国内外关于岩石裂隙的研究主要集中于裂隙几何参数统计学角度的分析和深入建模研究，而比较忽视地质背景因素导致空间分布特征变化的考虑和甄别，即针对裂隙空间分布地质统计学特征方面的研究较少。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种快速初步识别岩石裂隙不同空间分布特征的方法，快速初步地判别不同分组裂隙的空间分布特征，为后续快速准确地开展相关区域的地质调查工作提供重要的基础参考，也能为下一步三维裂隙网络建模等研究工作提供更为精准的输入条件。

为解决上述技术问题，本发明一种快速初步识别岩石裂隙不同空间分布特征的方法，包括以下步骤：

步骤一、选取野外典型岩石露头区域，并选定一定规模的备选测区；获取裂隙空间分布的各种参数信息，得到测区裂隙参数数据；

步骤二、在步骤一中的备选测区内选取更具代表性的方形测区，并根据裂隙产状将裂隙分为若干特征组；

步骤三、针对分组裂隙进行地质统计学特征分析，具体包括以下子步骤：