[发明专利]一种基于实测结构面参数的裂隙岩体渗透张量的计算方法

说明书

本发明公开了一种基于实测结构面参数的裂隙岩体渗透张量的计算优化方法，在岩石露头面上标记控制点，同时从不同角度拍摄岩石露头面照片；根据标记控制点坐标定位照片上结构面迹线控制点的三维空间坐标，根据结构面迹线上控制点的聚类程度对测区进行均质区划分；根据结构面迹线的控制点坐标，建立待测均质区结构面迹线的三维模型；根据结构面迹线的三维模型，提取结构面迹长、产状和间距信息；对结构面迹长、产状和间距数据进行统计分析，确定各自服从的随机分布类型及参数；根据随机分布的类型和参数，计算待测均质区的渗透张量。本发明提高了结构面信息处理的精确性与效率，同时提升了计算模块中渗透张量与最优路径识别的计算效率。

技术领域

本发明涉及岩土勘测及水文地质学领域，具体涉及一种基于实测结构面参数的裂隙岩体渗透张量的计算方法。

背景技术

渗透张量是评价岩体渗透性的一个重要参数，主要分为结构面参数获取和渗透张量计算两个部分。结构面参数的测量方法主要有人工现场接触测量法、钻孔法、三维激光扫描技术、摄影测量法以及GPS-RTK技术，其中GPS-RTK(Global Positioning System-RealTime Kinematic)技术是以载波相位观测量为测量依据，并将数据传输技术和GPS测量技术有效结合的实时差分GPS测量技术，具有定位精度高、综合测绘能力强、操作简便等优点。但是在结构面参数提取过程中人为干预过多，易出错。

裂隙岩体内某一区域的渗透张量的计算方法主要有基于等效连续体模型(EPM)的计算方法和基于离散裂隙网络模型(DFN)的计算方法。相比而言，如果能得到足够多和精确的测量数据，DFN模型更能刻画裂隙岩体渗流的基本规律。应用DFN模型的裂隙岩体渗透张量的计算方法中，混合数值解析法将单裂隙的渗流用解析解求得，而整个裂隙网络的渗流关系使用数值方法计算(迭代法)，具有理论公式易理解，计算精度也能够满足工程需要等优点。但是当加上一组结构面的胶结定义时，由于该组迭代的节点权值要远小于其他组节点权值，迭代效率会非常低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于实测结构面参数的裂隙岩体渗透张量的计算方法，提高了结构面参数获取的自动化程度和渗透张量计算的效率。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于实测结构面参数的裂隙岩体渗透张量的计算方法，包括如下步骤：

步骤1、采用GPS-RTK方法在岩石露头面上标记控制点，同时采用近景数字摄影测量技术从不同角度拍摄岩石露头面照片；

步骤2、根据标记控制点坐标定位照片上结构面迹线控制点的三维空间坐标，根据结构面迹线上控制点的聚类程度对测区进行均质区划分；

步骤3、根据结构面迹线的控制点坐标，建立待测均质区结构面迹线的三维模型；

步骤4、根据结构面迹线的三维模型，提取结构面迹长、产状和间距信息；

步骤5、对结构面迹长、产状和间距数据进行统计分析，确定各自服从的随机分布类型及参数；

步骤6、根据随机分布的类型和参数，计算待测均质区的渗透张量；

步骤7、评估渗透张量可靠性，若可靠，则输出，否则转至步骤1重新计算渗透张量。