基于岩体结构面分布分形维的岩体质量评价

›› 2007, Vol. 28 ›› Issue (5): 971-975.

基于岩体结构面分布分形维的岩体质量评价

刘艳章¹，盛建龙²，葛修润¹，王水林¹

1.中国科学院武汉岩土力学研究所，武汉 430071；2.武汉科技大学，武汉 430081

收稿日期:2006-03-01 出版日期:2007-05-10 发布日期:2013-09-10
作者简介:刘艳章，男，1969年生，博士研究生，主要从岩土力学与岩土工程稳定性方面的研究
基金资助:
湖北省自然科学基金资助项目（No. 2002AB013）

Evaluation of rock mass quality based on fractal dimension of rock mass discontinuity distribution

LIU Yan-zhang¹, SHENG Jian-long², GE Xiu-run¹, WANG Shui-lin¹

1. Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China; 2. Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430081, China

Received:2006-03-01 Online:2007-05-10 Published:2013-09-10

摘要/Abstract

摘要： 尽管岩体结构面具有空间上的不规则性和结构网络上的复杂性，但由于它又具有自相似的特征，可以运用分形理论来对其进行研究。运用盒计维数法对某矿山巷道围岩体结构面分布的分维数进行计算，验证了岩体结构面分布的分形特征。通过对岩体结构面分布分形维值分布规律的分析发现，分形维数越大、结构面分布越密集，结构面迹线越长，岩体质量越差，表明可将岩体结构面分布的分形维作为岩体质量评价的指标。将计算所得的岩体结构面分布的分维数与按工程岩体分级标准对相应岩体分级所得的岩体质量等级进行对比，提出了一个以岩体结构面分布的分形维作为分级指标的岩体质量评价方案。

关键词: 岩体结构面, 分维数, 岩体质量, 巷道围岩

Abstract: The rock mass discontinuity, owing to its property of self-similarity, can be addressed with the fractals although it is irregular in space and complex in network structure. The present study has testified the fractal characteristics of rock mass discontinuity distributions based on the calculation of the fractal dimensions of discontinuity distributions in the roadway surrounding rock masses at an underground mine with the application of the box-dimension method. By analyzing the fractal dimension values, this investigation shows that the higher the value is, the denser the discontinuity distribution, the longer the discontinuity traces, and the lower the rock mass quality; and it is shown that taking the fractal dimension of rock mass discontinuity distribution as the index of rock mass quality rating is feasible. By comparing the fractal dimensions calculated above with the corresponding rock mass grades classified by the standard for engineering rock mass rating, a scheme of rock mass quality classification, which takes the fractal dimension of the discontinuity distribution as the classifying index, is proposed.

Key words: rock mass discontinuity, fractal dimension, rock mass quality, roadway surrounding rock mass

中图分类号:

TU 45

刘艳章，盛建龙，葛修润，王水林 . 基于岩体结构面分布分形维的岩体质量评价[J]. , 2007, 28(5): 971-975.

LIU Yan-zhang , SHENG Jian-long , GE Xiu-run , WANG Shui-lin . Evaluation of rock mass quality based on fractal dimension of rock mass discontinuity distribution[J]. , 2007, 28(5): 971-975.

参考文献

相关文章 15

[1]	何满潮，高玉兵，杨军，王建文，王亚军，朱珍, . 厚煤层快速回采切顶卸压无煤柱自成巷工程试验[J]. , 2018, 39(1): 254-264.
[2]	雷光伟，杨春和，王贵宾，魏翔，陈世万，霍亮,. 基于结构面综合指标的岩体质量评价及应用[J]. , 2017, 38(8): 2343-2350.
[3]	葛云峰，陈勇，王亮清，霍少磊，王昌硕，夏丁，钟鹏，. 基于点云数据对齐技术的岩体结构面三维吻合度求取[J]. , 2017, 38(11): 3385-3393.
[4]	韩增强，王川婴，施华堂，丁刚，胡胜，王益腾，. 空间坐标系下地下岩体结构面数学描述方法初探[J]. , 2016, 37(S2): 410-414.
[5]	钱兆明，任高峰，褚夫蛟，秦绍兵, . 基于PCA法和Fisher判别分析法的岩体质量等级分类[J]. , 2016, 37(S2): 427-432.
[6]	王智德，夏元友，夏国邦，李敬东，陈东，. 顺层岩质边坡结构面抗剪强度特性试验研究[J]. , 2015, 36(S2): 193-200.
[7]	宋腾蛟，陈剑平，张文，项良俊，杨俊辉. 基于人工蜂群算法的岩体结构面多参数优势分组研究[J]. , 2015, 36(3): 861-868.
[8]	乔国文，王运生，杨新龙，. 冻融风化边坡岩体质量评价体系研究[J]. , 2015, 36(2): 515-522.
[9]	王斌，王卫军，赵伏军，樊宝杰，唐辉雄,. 基于巷道围岩自承特性的锚杆锚固效果研究[J]. , 2014, 35(7): 1965-1972.
[10]	宗自华，陈亮 ,，陈强，魏云杰，王锡勇，王驹 . 高放废物处置北山预选区地表岩体结构与岩体质量相关性及其应用研究[J]. , 2013, 34(S1): 279-284.
[11]	叶勇军，丁德馨，李广悦，宋键斌，李峰. 堆浸铀矿堆液体饱和渗流规律的研究[J]. , 2013, 34(8): 2243-2248.
[12]	王媛，冯迪，陈尚星，吴昊宸 . 基于分维数的土体裂隙表征单元体估算[J]. , 2013, 34(10): 2774-2780.
[13]	雍睿，胡新丽，唐辉明，李长冬，马俊伟，宋友建. 推移式滑坡演化过程模型试验与数值模拟研究[J]. , 2013, 34(10): 3018-3027.
[14]	雍睿，唐辉明，胡新丽，李长冬，黄磊. 结构面抗剪强度参数线性拟合方法适用性研究[J]. , 2012, 33(S2): 118-124.
[15]	周福军，陈剑平，徐黎明，谭春. 基于岩体不连续面三维分形维岩体质量评价研究[J]. , 2012, 33(8): 2315-2322.

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed