天然岩石节理双阶粗糙度分形特征研究

论文摘要

为细化三维岩石节理粗糙度的表征、实现一阶大起伏及二阶小凸起的定量分离及量化,首先基于经典的三角棱镜法（triangular-prism method,TPM）将临界网格尺寸及临界波矢量确定为定量分离双阶粗糙度的界限参数。然后采用功率谱密度法（power spectrum density,PSD）分别计算双阶粗糙度表征参数,即一阶大起伏及二阶小凸起的分形维度及均方根粗糙度。以大尺寸天然花岗岩节理面为例计算并研究双阶分形参数的尺寸效应。结果表明:（1）TPM方法普遍适用于分离各尺寸节理面的双阶粗糙度,而临界网格尺寸及临界波矢量值则应视节理面尺寸范围而定;（2） 100 mm×100 mm到1 000 mm×1 000 mm范围内的各尺寸节理面的一阶大起伏和二阶小凸起均具有各自的分形维度及均方根粗糙度;（3）双阶分形维度均具有随机尺寸效应。随着节理面尺寸的增大,一阶大起伏的均方根粗糙度不断增大,二阶小凸起的均方根粗糙度则平稳变化,且一阶大起伏的均方根粗糙度显著大于二阶小凸起的均方根粗糙度。双阶粗糙度的细化表征有助于深入分析结构面剪切过程,为诸如滑移型岩爆等地质灾害的预警提供理论基础。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 孙盛玥,李迎春,唐春安,李博

关键词: 岩石力学,节理粗糙度,双阶分形维度,双阶均方根粗糙度,尺寸效应

来源: 岩石力学与工程学报 2019年12期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,绍兴文理学院土木工程学院

基金: 国家自然科学基金青年基金(51809033),国家重点研发计划重点专项(2018YFC1505300)~~

分类号: TU45

DOI: 10.13722/j.cnki.jrme.2019.0542

页码: 2502-2511

总页数: 10

文件大小: 951K

下载量: 429

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