[发明专利]一种通用的椭圆盘模型表征岩体裂隙面的方法有效

专利信息
申请号: 202110456877.1 申请日: 2021-04-27
公开(公告)号: CN113240805B 公开(公告)日: 2022-04-12
发明(设计)人: 郑俊;郭吉超;王嘉伟;田哲祺;吕庆 申请(专利权)人: 浙江大学
主分类号: G06T17/05 分类号: G06T17/05
代理公司: 杭州中成专利事务所有限公司 33212 代理人: 周世骏
地址: 310058 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 通用 椭圆 模型 表征 裂隙 方法
【权利要求书】:

1.一种通用的椭圆盘模型表征岩体裂隙面的方法,其特征在于,包括:

(1)中心点分布的表征

采用泊松分布刻画岩体裂隙面的中心点分布;

(2)三维密度的表征

将裂隙的三维密度λv定义为单位体积岩体中的裂隙数量,通过下述公式求解:

式中,λl为一维线密度,E(·)为括号内函数的期望值;D为与裂隙等同面积的圆盘直径,n为每条裂隙的法向量,nm为所有裂隙的平均法向量;

(3)尺寸分布的表征

通过卡放检验获取椭圆盘的长轴和短长轴之比的分布形式,并将其用于描述椭圆盘的尺寸,短长轴之比的范围为0~1;

(4)方位分布的表征

定义椭圆盘在空间中的方位具有倾向α、倾角β和长轴方向这三个参数;

裂隙面的倾向和倾角产状采用Fisher分布,其概率密度函数如下:

式中,κ1为Fisher分布的集中参数,αm、βm为位置参数;

定义裂隙面的最大下倾向线与椭圆长轴向下方向之间的夹角为旋转角γ,其范围为从–π/2到π/2;在同一地质环境作用下,裂隙面的长轴会趋向于某一优势方向,故采用Von-Mises分布进行表征,其概率密度函数如下:

式中,κ2为Von-Mises分布的集中参数,γ为旋转角;γm为位置参数;I02)为修正的Bessel函数;

长轴方向由产状和旋转角γ共同决定,长轴方向的分布耦合产状和旋转角γ的分布;故长轴方向的概率密度函数表达为:

式中,α为倾向,β为倾角,γ为旋转角。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,若裂隙产状服从Fisher分布,则将三维密度λv进一步表示为:

3.权利要求1所述方法的应用方法,其特征在于,通过蒙特卡洛模拟的方法利用所述中心点分布、三维密度、尺寸分布和方位分布的表征内容进一步生成三维离散裂隙网络。

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