一、岩体结构面粗糙度系数JRC的研究现状（论文文献综述）
杨泽进[1]（2021）在《岩石结构面粗糙度表征及其围压作用下剪切力学行为研究》文中研究说明岩体作为由连续介质完整岩块和非连续结构面组成的离散介质,完整岩块间的相互作用需通过结构面非连续特征而发生相互作用。结构面除了使岩体物理力学性质具有各向异性、不连续性、不均匀性等特征外,结构面还破坏了岩体的完整性,结构面决定了岩体的潜在破坏模式。对于岩体工程中常见的无充填张开型和充填软弱介质的结构面,其抗拉强度较小,一般认为结构面不具备承受拉向载荷的能力。在压剪载荷作用下,岩体将发生多种沿结构面的剪切破坏灾害,并造成了巨大的工程翻修费用。岩体稳定性很大程度上取决于所处的三维应力状态力学环境中结构面的抗剪强度,三维应力状态力学环境中结构面抗剪强度是岩体稳定性评价和灾害防治对策制定的关键力学指标之一。已有结构面抗剪强度估算模型的本质可归纳为“如何根据结构面粗糙度评价其抗剪强度”,即重点反映结构面自身力学性质和粗糙度两个内在因素对抗剪强度的影响作用。这些抗剪强度估算模型大多建立在结构面直剪试验基础上。然而,工程岩体结构面处在不同于直剪试验的三维应力状态力学环境中,该力学环境将造成结构面的峰值抗剪强度、结构面剪胀-闭合特征以及隙宽等剪切力学行为发生不同于直剪力学行为的变化,进而导致已有的围绕结构面直剪力学行为建立的结构面抗剪强度估算模型、岩体稳定性评价方法和灾害防治对策可能不适用于该地质情况。因此,迫切需要开展围压作用下岩石结构面的剪切力学特征研究,揭示结构面的形貌粗糙度与其围压作用下抗剪强度的关联性机理,进而为工程岩体稳定性评价及灾害防治对策制定提供理论依据。为此,本文以岩石结构面粗糙度表征及其围压作用下剪切力学行为研究为主题,制定了一种围压作用下岩石结构面的抗剪强度试验方法,综合运用理论分析、试验研究和颗粒流模拟分析,开展了岩石结构面粗糙度评价综合参数、岩石结构面粗糙度表征、围压作用下岩石结构面剪切力学行为以及围压作用下结构面剪切力学行为的颗粒流分析研究。主要结论如下:1)为同时考虑岩石结构面粗糙度的尺寸效应、各向异性和点间距效应特征,本文采用结构面平均起伏幅度和水平投影长度的比值（?）/L反映结构面粗糙度的尺寸效应特征,采用剪切方向上结构面潜在接触部位在垂直方向投影长度与水平方向投影长度比值的平均值Rvh反映结构面粗糙度的各向异性特征,采用不同点间距离散Barton标准轮廓线建立的粗糙度评价式反映结构面粗糙度的点间距效应,在此基础上提出了一个岩石结构面粗糙度评价指标Mhl,并利用该指标建立了不同点间距的结构面粗糙度JRC评价式。2)基于围压作用下岩石结构面抗剪强度试验和结构面形貌粗糙度表征,开展结构面形貌粗糙度与抗剪强度的关联性机理研究,充分考虑了侧向压力导致作用在结构面的法向应力σn增大、σn增大和抗拉强度σt减小将削弱结构面粗糙度对抗剪强度的影响作用。最终建立了围压作用下结构面抗剪强度模型,为工程岩体稳定性评价及灾害防治对策制定提供理论依据。3)在结构面两侧颗粒组接触判别法基础上制定了围压作用下结构面剪切试验的颗粒流模拟方案。模拟结果与剪切物理试验结果基本一致,证明该方法可有效模拟再现岩石结构面剪切力学行为,可再现物理试验结果,具有较好的适用性,进一步解释和验证结构面的剪切力学行为。
郇久阳[2]（2021）在《岩石节理抗剪强度宏细观机制及其三维粗糙度定量描述研究》文中研究说明所有岩体工程中,准确可靠地确定节理面的剪切强度对评价节理岩体的稳定性和安全性至关重要,清晰了解节理面的剪切机制并对其粗糙度进行定量评价是确定节理剪切强度的基础,这两项研究内容作为岩体工程领域的基础核心研究课题,近几十年来始终受到国内外科技工作者的关注。基于以上研究目标,本论文致力于全面揭示节理面的宏细观剪切机制,并提出考虑剪切破坏机理的节理粗糙度系统评价方法以及剪切强度预测模型,为进一步量化确定节理岩体强度提供可靠的科学依据。本文基于室内物理试验和数值模拟试验方法相继开展了 Barton典型节理、不同凸起组合节理、天然粗糙节理在不同法向应力和剪切方向下的直接剪切试验,分析了剪切应力的变化规律,描述了节理面在剪切过程中的宏细观破坏机制,并对粗糙度弱化规律进行了定量讨论。随后基于对节理面渐进式破坏机制的清晰认识,提出了一个能够同时考虑剪切方向和凸起贡献的新统计参数加权正角度WR+来描述二维节理轮廓的粗糙度。接着建立了 WR+与粗糙度系数JRC2d之间的函数关系,基于天然粗糙节理形貌对它的合理性进行了验证。之后将二维节理轮廓粗糙度评价方法推广至三维的情形,提出了一种全新的三维节理面粗糙度确定方法,并提出了考虑采样间隔影响的节理面剪切强度新预测模型。最后,采用本文研究成果对大型天然节理面粗糙度和剪切强度的尺寸效应和各向异性进行了详细分析。（1）基于3D打印和3D建模技术完成了相同形貌Barton典型节理试样的制作,基于室内物理试验方法系统研究了不同法向应力和剪切方向下粗糙节理的剪切力学行为。以剪切应力和法向位移为指标对10种不同粗糙度岩石节理的宏观力学特征进行了系统分析。以节理试样破坏图为依据分析了法向应力、节理粗糙度以及剪切方向对剪切过程中节理面细观破坏机制的影响。以三维扫描技术为手段定量分析了剪切前后节理面整体和局部粗糙度的弱化规律。（2）基于颗粒流软件PFC实现了恒定法向应力下节理试样直剪试验的成功模拟,对Barton典型节理以及不同凸起组合规则齿形节理的剪切力学行为进行了详细探讨。分别分析了粗糙形貌及外部法向应力对节理剪切强度的影响,揭示了剪切过程中剪切应力变化与裂纹发育之间的相互影响关系。借助裂纹追踪模块与力链分析详细描述了不同形貌节理在剪切过程中的挤压破坏规律以及表面凸起破坏顺序和规模的差异性。随后借助测量圆功能节理不同凸起位置的平均应力在剪切过程中的变化规律进行了量化分析,进一步揭示了节理不同大小凸起对整体粗糙度的贡献程度,并揭示了节理面在剪切过程中的渐进式破坏机理。（3）依据Barton典型节理室内直剪试验数据,借助JRC-JCS模型对工程上作为基准普遍采用的10条典型节理在方向1和方向2上的JRC2d数值进行了校正和补充,并对现有统计参数与JRC2d间的相关性进行了验证。基于本文物理和数值试验中对节理剪切破坏机制的新认识,总结了不同法向力下粗糙节理的剪切破坏模型。随后,提出了一个能够同时考虑剪切方向和节理凸起贡献程度的新统计参数WR+,并分别在5种采样间隔条件下建立了 WR+与JRC2d的函数关系,另外讨论了采样间隔的影响。基于5种天然节理面形貌的三维扫描数据,采用WR+简单讨论了节理面粗糙度的各向异性问题,初步验证了其合理性和实用性。（4）以5个天然粗糙岩石节理面为基础,借助三维扫描、3D打印和3D建模技术,实现了若干相同形貌天然节理试样的制作,并在4种剪切方向和4种法向应力条件下分别进行了室内直剪试验,着重讨论了剪切方向和法向应力对天然岩石节理面剪应力和破坏特征的影响。基于本文建立的节理轮廓粗糙度JRC2d新评价方法,采用现有算术平均法和本文新提出的加权平均法对天然节理面不同方向的粗糙度JRC3d分别进行了预测,验证了加权平均法的优势。最后采用粗糙度指标JRC2d及JRC3d对天然节理面粗糙度的差异性弱化规律进行了定量分析,并讨论了不同剪切方向及法向应力的影响机制。（5）采用本文新提出的三维粗糙度评价方法对Barton提出的JRC-JCS模型进行了改进,提出了 5种不同采样间隔条件下的节理面剪切强度预测模型,并借助室内物理试验数据对模型的准确性进行了验证。获取两个大型天然节理面形貌数据,将它们分别划分为若干不同尺寸的节理面,并采用本文新提出的方法对不同尺寸节理面在不同剪切方向的粗糙度和剪切强度进行了定量评价。随后,对不同尺寸节理面粗糙度和剪切强度的尺寸效应进行了细致讨论,并借助标准差对各节理面粗糙度和剪切强度的各向异性问题进行了量化分析。
徐敏娜[3]（2021）在《基于有效样本数的岩体结构面剪切特性统计规律研究》文中认为天然不规则结构面广泛分布于工程岩体中,造成岩体的不连续性、各向异性以及非均一性,影响了工程岩体的强度和稳定性。岩体结构面的剪切特性是影响工程岩体稳定性的重要因素。本文通过对系列尺度结构面剪切特性的统计规律展开研究,结合PFC2D数值模拟软件分析岩体结构面剪切特性的尺寸效应变化规律,从定量和定性分析的角度对结构面代表性试样的选取进行评价。主要内容和结论如下:（1）针对结构面粗糙度系数（JRC）统计测量时无法合理确定样本数的问题,提出基于简单随机抽样原理的结构面粗糙度系数统计测量所需有效样本数的确定方法,并以此确定结构面剪切试样统计测量所需有效样本数。以常山县的天然板岩结构面为研究对象,发现系列尺度结构面对应的统计测量样本数是不同的,有效样本数会随取样尺寸的增大而减少。本研究方法可为工程岩体的测量提高工作效率,对探索结构面力学习性具有重要意义。（2）针对天然不规则结构面难以开展多次试验的缺陷,提出构建岩体结构面直剪试验数值计算模型。根据室内试验得到的宏观力学参数来标定计算模型的细观参数。利用获得的细观力学参数建立岩体结构面直剪模型,以10cm结构面的剪切破坏过程为例,发现加载过程中节理周围会出现许多裂隙,且主要集中在节理凸起的地方。同时,开展结构面抗剪强度与粗糙度之间的关联性分析,对比十组天然不规则结构面的峰值抗剪强度和JRC曲线的波动情况,可以发现结构面峰值剪切强度的变化趋势与JRC是一致的,表明PFC2D能够直观清晰地展现岩石节理的剪切特性,能够较好地预测节理的剪切强度。（3）为研究尺寸对岩体结构面剪切特性的影响。结合PFC2D数值模拟软件,开展系列尺寸有效组结构面的直剪试验,得出岩体结构面剪切特性分布规律。同一尺寸结构面的剪切特性分布规律表明,结构面峰值抗剪强度、剪切刚度以及峰值剪切位移均近似服从正态分布,且有一定的偏度,总体呈现为尾部向右侧拖长的正偏态分布。系列尺寸结构面的剪切特性分布规律表明,结构面剪切特性存在明显的尺寸效应。采用岩体结构面抗剪强度经验公式反算JRC值,并将其与原岩结构面的JRC进行比较分析,观察两者在系列尺寸下的变化趋势,可以看出数值模拟结果与野外测量结果具有较好的一致性。（4）为研究岩体结构面代表性试样的取样位置,提出以抗剪强度为研究手段和以粗糙度系数为研究手段的结构面取样代表性评价方法。以抗剪强度为研究手段的结构面代表性试样选取,主要是通过Dice相似度量方法进行定量分析来筛选出最具表征意义的试样;以粗糙度系数为研究手段的结构面取样代表性评价,可以通过Dice相似度量方法以及基于语言立方犹豫模糊集（LCHVs）多属性决策方法来实现。对于出露情况良好的结构面,可通过Dice相似度量方法进行定量分析,确定结构面粗糙度系数代表性试样。针对复杂的地质环境,可利用LCHVs的多属性决策方法对多组结构面表面起伏形态进行定性分析,确定最具表征意义的结构面试样。本研究方法可为工程现场实测时,结构面代表性试样的选取提供参考依据。
姜耀飞[4]（2020）在《典型复合层状岩体结构面剪切破坏演化规律与锚固机理研究》文中研究表明天然岩体是由岩块和结构面共同组成的二元结构体,即由岩块和各类型结构面比如裂隙、节理、层面、断层等组成的复杂结构体。结构面的存在使得岩体具有差异性结构特征,加剧了岩体力学特征及稳定性研究的复杂性。尤其是复合层状结构岩体,由于岩层层面两侧岩石性质不同,其力学特征与稳定性与一般岩体相比更为复杂。而复合层状岩体在我国鄂西地区分布广泛且具有潜在灾害性,故致力于复合层状岩体结构面剪切破坏演化规律探索,进而开展加锚复合层状岩体结构面的锚固机理研究具有重要的科学意义及工程应用价值。目前,学者们对岩体结构面的研究主要集中于上下两盘岩性相同的结构面,而对上下两盘岩性不同的复合层状岩体结构面研究较少,对加锚复合层状岩体结构面的锚固机理研究报道不多。鄂西地区广泛分布着软硬互层结构的复合层状岩体地层,其特殊复杂的岩性和结构特征导致鄂西区域内的巴东等地频繁受到地质灾害严重侵扰,故选取具有典型代表的巴东等地的复合层状岩体结构面作为重点对象进行研究,揭示典型复合层状岩体剪切破坏演化规律和锚固机理。鉴于复合层状岩体结构面剪切性质及其加锚后锚固机理研究对工程的重要性,以及针对目前研究的不足,本文结合工程地质分析、理论分析、室内试验及数值试验等方法,主要开展了以下研究:分析鄂西区域复合层状岩体空间分布特点与岩体结构特征,获取典型复合层状岩体结构面壁岩性质及壁岩表面三维形态特征数据。以复合层状岩体结构面为研究对象开展室内直剪试验以及数值平行试验,考虑不同壁岩强度组合和多级法向应力因素,探讨复合层状岩体结构面剪切破坏面积、垂直向剪切破坏深度、裂纹类型和破坏数量及能量等宏细观指标的演化特征,从宏细观角度分析复合层状岩体结构面剪切破坏演化规律。在此基础上,基于相似比理论建立加锚复合层状岩体结构面相似模型,考虑不同壁岩强度组合、不同法向应力等因素,基于剪切试验分析壁岩破坏特征及锚固体系失效模式,探讨锚杆变形与壁岩强度的关系。分析各类型裂纹数目、能量值、颗粒旋转角度及孔隙度等指标随着剪切过程的演化规律,讨论锚杆倾角对剪切特性的影响。从宏细观角度研究加锚复合层状岩体结构面锚固机理。在马崖高边坡复合层状岩体结构特征分析的基础上,基于FLAC3D 5.0对边坡长期蠕变变形特征进行分析,并与实际工程监测数据进行对比验证分析,评价锚固马崖高边坡长期稳定性。基于上述研究取得了以下成果:（1）基于室内试验从宏观层面揭示了复合层状岩体结构面剪切破坏规律（1）研发了用于室内直剪试验的岩体结构面试样安装装置。设计了一种适用于多尺寸不规则结构面试样的便携式直剪仪试样固定装置,优化了结构面试样的安装程序。通过固定装置安装结构面试样后放置于外剪切盒内,可弥补传统制样及安装试样方法需耗费大量时间、材料以及不易确保结构面水平等缺陷,缩短了试验周期及降低了材料浪费,达到了安装多尺寸结构面试样及环保快速试验的目的。（2）揭示了复合层状岩体结构面宏观剪切破坏规律。基于14组天然复合层状岩体结构面试样开展了0.1、0.2、0.3、0.4MPa共四级法向应力及0.4MPa法向应力下三次重复剪切的室内直剪试验。在四级法向应力下,随着法向应力增加复合层状岩体结构面剪切强度递增;壁岩表面剪切破坏面积不断扩大,且上盘剪切破坏面积大于下盘。在三次重复剪切试验中,抗剪强度逐渐降低且随着剪切次数增多下降趋势变缓;壁岩表面剪切破坏面积继续增大,其增加速率弱于四级法向应力下的增长速率,上盘壁岩表面剪切破坏面积始终大于下盘。比较分析认为,对于所研究的典型复合层状岩体结构面试样而言,壁岩表面剪切破坏面积大小与岩性强弱关系较大,复合层状岩体结构面壁岩性质差异越大,两侧壁岩表面剪切破坏面积差异越大。同时复合层状岩体结构面破坏规律也受到表面形态影响。（2）基于PFC程序探讨了模型建立方法及剪切应力监测方法（1）探讨了PFC细观参数校核及复合层状岩体结构面建模方法。由于PFC中宏细观参数的对应关系较为复杂,因此开展单因素试验探讨了结构面细观参数对宏观参数的作用规律,分析认为结构面细观参数sj＿fric与结构面基本摩擦角呈正切关系,细观参数sj＿kn和sj＿ks分别与结构面法向刚度和切向刚度呈正相关;并利用神经网络方法通过对76组参数进行学习及5组参数的验证对比,建立了4-5-6的神经网络模型,用以校核壁岩细观参数。本文天然复合层状岩体结构面为非吻合结构面且两侧壁岩性质不同,利用FISH语言二次开发实现了快速建立非规则数值模型,并给出了天然复合层状岩体结构面数值建模步骤。（2）基于PFC数值直剪试验提出了一种剪切应力监测方法。PFC数值直剪试验中,初始力通常被现有监测剪切应力方法忽略,导致监测结果存在问题。因此提出了一种剪切应力监测新方法,将监测所得左右墙合力与结构面面积的比值作为剪切应力。对锯齿角度为0°、15°和30°的锯齿形结构面以及JRC=5.8、10.8和14.5的Barton标准结构面开展了数值试验,监测结果与经典理论模型计算结果以及和室内直剪试验结果进行了对比分析,表明新方法监测结果与经典模型计算结果和室内试验结果均具有较高的一致性,尤其针对低法向应力或低粗糙度系数的结构面直剪试验时该方法具有优势。（3）基于数值试验从细观角度揭示了复合层状岩体结构面剪切破坏规律（1）基于室内试验与数值试验对比验证了数值方法的精确度。对比分析结果认为:室内和数值试验得出的F1#4组、F2#1组及F3#4组结构面峰值抗剪强度的误差分别为4.7%、2.3%和-4.2%。在壁岩表面剪切破坏面积百分比对比方面,室内和数值试验得出的F1#4组、F2#1组及F3#4组结构面上盘剪切面积百分比误差分别为-7.5%、-6.9%、6.5%,下盘剪切面积百分比误差分别为-3.8%、-3.7%、3.4%。故认为数值试验与室内试验具有较高的一致性。（2）揭示了复合层状岩体结构面细观剪切破坏规律。分析数值试验结果认为:在壁岩垂直向破坏深度特征方面,上盘壁岩破坏早于下盘壁岩,且深度比下盘大;在裂纹破坏类型及特征方面,随着剪切位移增加系统剪裂纹和拉裂纹数目均增加,且系统剪切裂纹数目及增长速度远大于拉裂纹,上盘中裂纹数目占据了系统裂纹较大部分;在能量演化特征方面,系统及上下盘应变能由非零持续增加,且上盘中应变能比下盘大,当剪切应力达到峰值之后,系统及上下盘应变能大小保持相对稳定,大部分摩擦能在结构面处产生,少部分摩擦能产生于壁岩中裂纹处。（4）基于室内试验从宏观角度揭示了加锚复合层状岩体结构面锚固机理基于相似比理论建立了加锚复合层状岩体结构面相似模型,由室内直剪试验可知:锚杆锚固能够增加复合层状岩体结构面抗剪强度,主要是增加了结构面当量黏聚力。随着法向应力增高加锚复合层状岩体结构面剪切强度增大。两侧壁岩强度越强,能够配合锚杆发挥越大的抗剪能力;较弱一侧壁岩强度不变,另一侧壁岩强度提高能够提升抗剪强度,但提升幅度有限,抗剪强度受较弱一侧壁岩性质影响较大。以结构面为界,通过理论推导及室内试验验证认为,位于上盘与下盘中的锚杆变形长度之比与上下盘壁岩强度比值的开方成反比。（5）基于数值试验从细观角度揭示了加锚复合层状岩体结构面锚固机理（1）基于数值试验揭示了剪切试验过程中锚杆轴力变化特征。由数值试验结果分析认为,随着剪切位移增大锚杆轴力增大,其作用相当于提高了直剪试验的法向应力;锚杆轴力在结构面处最大,远离结构面时逐渐减小;锚杆轴力基于结构面大致呈对称分布,且上盘中锚杆轴力稍大于下盘对应位置锚杆轴力,离结构面越近差异越大,反之越小。（2）基于宏细观演化指标揭示了加锚复合层状岩体结构面锚固机理。在裂纹类型及数目特征方面,随着剪切位移增大壁岩及砂浆中张拉裂纹数目增多,且大于剪切裂纹数目,且上盘中裂纹数目大于下盘。而锚杆在前期一直处于弹性变形状态,仅在应力应变曲线的末尾阶段产生了极少数张拉裂纹,发生了塑性破坏。在能量特征方面,在弹性应变阶段数值模型储存弹性应变能,上盘储存的应变能大于下盘,并且大于锚杆以及砂浆中的应变能。随着剪切位移增大系统弹性应变能增高但偶尔降低,而摩擦能开始逐步上升。整个剪切试验过程中,壁岩及砂浆等破坏从而消耗了一部分能量而转化为摩擦耗能,而结构面处由于摩擦滑动而占据了系统摩擦能的绝大部分。在颗粒孔隙度特征方面,在上盘或下盘中,以锚杆为界,受压一侧颗粒孔隙度将会降低,而受拉一侧的孔隙度将会升高,随着剪切位移增大其影响范围越来越大。以结构面与锚杆交点为参照点,对称位置处两侧颗粒孔隙度大致呈反对称特征,且对称位置处上盘锚杆左侧比下盘锚杆右侧孔隙度高,上盘锚杆右侧比下盘锚杆左侧孔隙度低,离结构面越近差异越大,反之则越小。共设计了45°、60°、75°及90°四种锚杆倾角的加锚复合层状岩体结构面剪切试验,结果表明当锚杆倾角为60°时锚固体系的整体抗剪强度最大。（3）基于剪切应力变化特点及宏细观演化指标特征划分了演化阶段。壁岩强度与锚杆强度的相对关系不同,锚固体系的破坏模式不同。本文中加锚复合层状岩体结构面上盘壁岩强度相对较小,壁岩断裂造成了锚固体系失效。演化阶段划分为弹性阶段、跌落阶段、屈服阶段、塑性强化阶段、壁岩断裂阶段、残余阶段。（6）评价了典型复合层状岩质边坡长期稳定性马崖高边坡为典型复合层状结构边坡,在长期蠕变变形过程中受到了复合层状结构影响而出现了软硬层不同的变形特征,尤其在水平方向较弱岩层存在挤出现象,其水平方向变形较大。经过对比分析可知数值模拟与实际监测变形结果具有一致性。数值模拟结果表明马崖边坡第180～240月时间段内,TS3点水平方向变形较大,变形范围为-12.35～-12.03mm。变形分析认为边坡整体变形较小,变形速率较缓,整体稳定性良好。
沈朝辉[5]（2020）在《不同粗糙度类岩石的强度试验及数值应用》文中认为构造应力场长期作用下出现的节理及断层使岩石呈各向异性。岩石内部萌生的裂纹扩展形成贯通的滑动面导致岩石工程失稳破坏。粗糙度是影响岩石节理面力学性质的重要因素,厘清不同粗糙度对岩石强度影响规律具有重要科学意义。本文依据相似原理,采用混凝土砂浆制作类岩石材料,结合室内试验及数值模拟,开展单轴压缩试验及双节理类岩石直剪试验,研究不同粗糙度的节理岩体变形特征与裂隙演化规律,分析含粗糙度的阶梯状节理边坡变形破坏机制。获得结论如下:（1）单轴压缩试验结果表明粗糙度系数Joint Roughness Coefficient（JRC）对试样的强度曲线影响主要体现在两方面:一是峰值强度,随JRC增大峰值强度增大;二是峰后残余强度,随JRC增大残余强度呈阶梯状下降趋势。此外,JRC由小到大,试样破坏模式表现为剪切破坏逐步过渡到剪切-劈裂混合破坏。（2）双节理类岩石直剪试验结果表明试样荷载-位移曲线分为四个阶段:上升阶段、下降阶段、回弹阶段、稳定摩擦阶段。此外,JRC增大,试样峰值强度增大,且预制裂尖剪切裂纹发育速率变慢,试样沿中心部位产生剪切滑移破坏;随节理倾角增大试样峰值应力减小,宏观裂隙增多;随岩桥倾角增加峰值应力增大,同时剪切裂纹搭接现象减弱。（3）基于颗粒流软件Particle Flow Code2D(PFC2D)进行细观力学参数标定,并得出部分细观参数对试样宏观力学性质的影响规律。针对室内试样开展数值分析,对比了数值模型与试样的破坏形态,研究了试样中微裂纹随宏观力学强度的演化过程。结果表明试样在直剪作用下,节理倾角大于30°时位于切向荷载附近的剪切裂纹发育速率较快;岩桥倾角大于90°时岩桥不会产生贯通现象。（4）建立含粗糙度的阶梯状节理边坡PFC2D模型,采用重度增加法,研究了不同结构面的边坡变形破坏形态。以特定边坡为例,通过在岩桥处设置测量环,分析坡体应力及裂纹的演化过程。结果表明坡体主要产生滑移-倾倒混合破坏;当边坡中上部岩桥贯通时,坡体裂纹急剧增加,边坡进入剪切滑移破坏的临界阶段。
汤玉笛[6]（2020）在《结合数字图像处理技术的工程岩体分级自动化途径的探索》文中研究说明工程岩体分级是对工程岩体质量和稳定性进行评价的有效途径,国内外常用的多因素工程岩体分级方法大多将结构面相关参数作为岩体质量评价最重要的指标。结构面的特性对于工程岩体的稳定性和力学行为有着重要的影响和控制作用,传统的结构面测量方法是通过人工逐一测量、调查采集结构面信息,这样的测量方法存在着信息采集速度慢、危险性大和准确性低的缺点,难以满足未来大规模、自动化、高精度的岩体结构面测量需求。近年来,岩体结构面非接触测量方法如三维激光扫描技术、摄影测量技术和数字图像处理技术的迅速发展,为快速、高效、精确的结构面测量提供了可能。然而三维激光扫描和摄影测量方法的数据量很大,目前对数据的处理和分析存在着自动化程度和准确度较低的困难。因此,本文选取了相对来说数据量较低的数字图像处理技术,以图像数据为基本研究对象,采用图像处理方法识别出岩体的裂隙骨架。通过对裂隙骨架进一步分析探索了主流工程岩体分级中结构面参数自动获取的途径。本文主要的研究内容和成果如下:（1）基于露头数字图像的岩体裂隙骨架追踪算法针对大多数岩石图像的噪声多、裂隙呈曲线性和裂隙处对比度较低的特点提出了一种基于图像暗区曲线性结构增强的自动化岩石裂隙追踪方法,该方法在图像预处理阶段以曲线性结构增强滤波器Frangi2D为核心,通过多种图像增强手段在降噪的同时提高了图像暗区对比度,极大地增强Frangi2D滤波的效果。在图像分割阶段,采用最大熵法将图像二值化。最后依次通过形态学操作得到裂隙骨架追踪的最终结果。（2）裂隙标记算法和裂隙几何特征的提取和分析在获取的裂隙骨架追踪的基础上,去除骨架毛刺后,依次标记出骨架中的端点、节点和每条裂隙中每个点的坐标,从而计算出裂隙的各个几何特征并进行分析。（3）工程岩体分级部分结构面参数的计算方法探索利用盒计数法计算图像识别得到的裂隙骨架的分形维数,分别计算单条代表性裂隙的分形维数和结构面分布的分形维数,由分形维数和岩体结构面粗糙度JRC的经验关系得到结构面JRC值。最后由基本几何特征和上述参数尝试性地获取部分工程岩体分级结果。
赵科[7]（2020）在《煤体层理结构面三维形貌特征及剪切力学特性研究》文中研究表明获取煤体结构面的三维形貌特征及剪切力学参数可为煤体变形和稳定性分析计算提供必要的数据支撑,掌握其力学响应特征是评估煤体在一定力学状态下变形和破坏形式的重要环节。目前国内外的相关试验多集中于硬岩内的不连续结构面,而对煤体结构面的研究几乎没有。本文将开展这方面的一些研究,为获取煤体结构面的形貌特征及剪切力学特性,采用实验室试验、理论分析、数值模拟等方法对煤体结构面进行了研究,主要研究内容及得到的结论如下:1)本文以晋城矿区下辖寺河煤矿的无烟煤为研究对象,在井下提取得到含有原生闭合结构面的煤体试块,在实验室内将煤块加工成含结构面的标准试样,之后对煤样结构面的表面形貌进行了光学扫描,并进行了不同法向应力下的直剪试验。研究结果表明:（1）煤样结构面上凸起体的最大高度为26.9mm,凹陷处的最大深度为13.4mm,各煤样表面起伏的最大高差达到26.9mm,最小为14.1mm,煤样表面凸起体的倾角主要集中在15°30°,所有煤体结构面上凸起体的倾斜方向都表现出明显的各向异性,且存在明显的优势倾斜方向。（2）经统计分析和定量计算得到煤样结构面的JRC最大值为19.2,最小值为9.3,JRC值主要集中在1418之间。（3）由直剪试验的结果得到,当施加的法向应力较低时,煤体结构面法向刚度的取值范围为1339.2MPa/cm,剪切刚度的取值范围为3.126.6MPa/cm,当施加中等法向应力时,煤体结构面的法向刚度取值范围为13.862MPa/cm,剪切刚度取值范围为4.318.2MPa/cm,煤体结构面内聚力平均值为0.67MPa,峰值摩擦角平均值为37°。由试验结果可知:煤体结构面的法向刚度及剪切强度都会随法向应力的增大而增大,且随着剪切变形量的增加,煤体结构面的剪切强度会随之逐渐增大并最终达到稳定值。2)为研究凸起体倾角对结构面剪切强度的影响,用相似材料制作了接近煤体强度的结构面试样,结构面试样上的凸起体倾角分别为30°、45°、60°,对试样进行了不同法向应力下的单调直剪试验和循环直剪试验。研究结果表明:（1）当法向应力为13MPa时,相似材料结构面试样的剪切刚度值范围为9.444.6MPa/cm,当法向应力为15MPa时,结构面剪切刚度值范围为9.452MPa/cm,剪切刚度值范围与煤体结构面的剪切刚度值范围大致相近。（2）单调剪切试验过程中,在同一法向应力作用下,结构面的峰值剪切强度随凸起体倾角的增大而呈现出先增大后降低的趋势,即凸起体倾角为45°的结构面抗剪切能力最强。与单调剪切阶段相比,在循环剪切试验过程中,同一法向应力作用下得到的峰值剪切强度值会明显降低,降低量在42%71%之间,同时循环剪切模式下结构面的剪切刚度也要远低于单调剪切模式下。（3）在单调剪切作用下结构面的法向变形会呈现出先剪缩后剪胀的状态,在循环剪切作用下,结构面法向变形则会一直处于剪缩状态。模型结构面的破坏形态可分为尖端破坏、沿凸起体中部剪断、沿凸起体根部剪断三种情况,当法向应力较小时,结构面的爬坡效应较明显,法向应力较大时,结构面的爬坡效应则受到限制,凸起体的破坏形态逐渐由尖端破坏向中部剪断及根部剪断过渡。3)依据光学扫描结果,用PFC软件创建了含真实煤体结构面的数值模型,模型的细观参数标定完成后,对模型进行了不同法向应力下的直剪试验。研究结果表明:（1）模型结构面的峰值剪应力、剪切裂纹数量、总裂纹数量都随作用于模型上的法向应力的增加而增加。同一模型中当剪切方向发生变化后,结构面的峰值剪切强度会发生变化,表现出明显的各向异性,且当剪切方向与结构面的优势倾斜方向相反时,结构面的峰值剪切强度达到最大值,明显高于结构面沿其它方向剪切时的峰值剪切强度。（2）煤体中割理的存在会明显降低结构面的峰值剪切强度,最大降低量为1.9MPa,剪切完成后模型中产生的剪裂纹数量及裂纹总量会因割理的存在而明显增多,裂纹多分布在割理与模型相交的露头处及割理与结构面相交处。（3）当结构面长度及凸起体高度一定时,在相同法向应力作用下,模型结构面的剪胀变形值、峰值剪应力、剪切裂纹数量都会随凸起体倾角的增大而呈现出先增大后减小的趋势,当凸起体倾角为30°时,结构面的剪胀变形值达到最大,当凸起体倾角达到50°时,结构面的峰值剪切强度及剪切裂纹数量达到最大。
吴禄祥[8]（2020）在《岩石结构面粗糙度精细化表征与定量评价》文中认为岩体稳定关系到工程安全和建设成本,一直是岩石工程领域的研究重点。岩体结构面粗糙度系数（JRC）是决定结构面抗剪强度和岩体稳定性的重要参数。因此,开展岩石结构面粗糙度系数表征和评价研究对探讨岩石结构面力学性质,开展工程岩体稳定性评价和规避地下工程安全风险具有重要意义。岩石结构面粗糙度系数具有尺寸效应、各向异性和不均一性等特征,已有研究由于采样方法、评价方法等不同,导致评价结果差异较大,目前尚未形成有效、统一的结构面粗糙度系数表征和评价方法。鉴于此,本文基于三维扫描技术提出了一套岩石结构面粗糙度精细化表征与评价方法,探讨了采样方法对结构面粗糙度系数尺寸效应和各向异性评价结果的影响。本文主要研究内容和相关成果如下:（1）对国内外的岩石结构面粗糙度研究开展文献调研,总结了岩石结构面形貌数据的获取方法、粗糙度系数评价方法和岩石结构面粗糙度特征三个方面的研究现状。（2）介绍了通过三维扫描技术获取岩石结构面形貌数据的方法和步骤。探讨了扫描精度和三维扫描技术类型对JRC评价结果的影响。发现扫描精度越高,JRC评价结果越大;三维激光扫描技术相对于三维结构光扫描技术更适用于结构面形貌数据获取。介绍了通过三维图像处理和点云数据处理获取结构面等间距点云数据的基本方法;探讨了采样间隔对结构面粗糙度评价结果的影响。发现采样间隔越小,JRC测量结果越大。（3）对Barton标准轮廓线进行数字化处理获得精确坐标数据。提出基于误差度EDJRC检验JRC计算公式的方法,并通过该方法对现有的基于坡度均方根Z2的JRC定量方法进行误差度评价,筛选出拟合精度较高的JRC计算公式,结合计算机编程实现批量化JRC定量评价和数理统计分析。（4）对三块岩样开展结构面粗糙度系数尺寸效应评价,探讨了采样尺寸和采样位置对结构面粗糙度评价的影响。发现结构面粗糙度的空间不均匀性是引起不同区域JRC测量结果变异性的根本原因,造成采样尺寸、采样位置不同时,JRC的测量结果差异较大。提出了一种全数据采样法,该方法可克服JRC测量的尺寸效应问题,获得稳定的JRC测量值。（5）对典型结构面试样开展不同尺度的结构面粗糙度系数各向异性评价。提出了一种旋转采样法,对比分析了单一轮廓线采样法和旋转采样法的JRC各向异性评价结果。发现单一轮廓线采样法获得的JRC各向异性数据离散,增加采样尺寸,能提高数据的准确性;采用旋转采样法可克服JRC数据离散的问题,获得准确、可靠的JRC各向异性规律。
詹伟[9]（2020）在《岩体裂隙半自动识别及隧道岩体质量快速评价方法研究》文中进行了进一步梳理本文以地下空间隧道为研究对象,采用数字图像处理技术,首先解译获取结构面的地质信息参数,然后通过这些参数对岩体质量进行区间概率分析评价。研究内容及成果如下:（1）采用高精度相机对隧道侧壁及掌子面进行拍摄,由于拍摄环境和相机成像原理等原因,使得图像发生变形失真,所以在解译地质信息参数之前就必须进行图像校正。本文首先通过模板法对图像进行畸变校正,然后通过透视原理对非正射投影的图像进行正射校正,最后通过比例尺对图像进行尺度转换。在软件上利用编写的程序对源图进行校正,通过对比校正前后的图像,结果证明此方法准确、高效、可靠。（2）本文提出了一种半自动识别岩体结构面迹线的方法,即首先通过人工判断主要结构面,并在图像中输入主要结构面的控制点,利用控制点来提高主要结构面迹线的识别精度,之后再采用自动识别算法对全部结构面进行迹线识别,然后再对二者的主要结构面迹线进行拟合,最后对伪边缘进行去除。通过与人工识别和全自动识别这两种方法进行对比,结果证明此方法的识别效率明显高于人工识别,识别精度明显高于全自动识别。（3）通过研究数字化解译结构面地质信息参数的方法,采用径向RQD计算法替代原始的RQD计算法,同时解译迹长、节理间距、节理大尺度粗糙度、岩体块体体积和连通率等重要地质信息参数,并进行概率统计分析,进一步提高了结构面地质信息的解译精度,从而为后续岩体质量的评价分析打下坚实的基础。（4）采用DRMR分类法（Digital Rock Mass Rating）对岩体质量进行评价研究,首先根据实际情况对所考虑因素的权重进行修正,然后将数字化解译的结构面地质信息参数代入修正后的评价公式,并在软件Netica上建立Bayesian网络,从而对研究对象的岩体质量进行区间概率评价分析,最后再将其与GSI系统的岩体质量评价结果分布区间概率进行对比,结果表明该法拥有较高的精确性与合理性。（5）根据系统研究最后建立隧道岩体质量快速评价方法:1)根据前期初步勘察场区岩体信息建立贝叶斯网络。2)开挖面岩体摄影（放置标尺或标记点）。3)影像校正和尺度转换。4)半自动裂隙识别。5)基于影像的岩体质量评价参数获取（确定值或分布概率）。6)将开挖面获得的有关参数代入贝叶斯网络,快速得到开挖部位岩体质量评价结果。本文的创新点为:1)将图像校正与岩体质量评价系统相结合,从而提高了后期地质信息解译和岩体质量判定的精度。2)采用一种半自动识别岩体结构面迹线的方法,从而提高了迹线的解译精度以及效率。3)根据系统研究建立了隧道岩体质量快速评价方法。
侯钦宽[10]（2020）在《基于中智区间函数的露天矿山边坡稳定性研究》文中进行了进一步梳理矿产资源是保障国民经济快速发展的重要物质基础。随着采矿技术的发展,露天矿山边坡高度逐渐增加,深凹矿、大规模矿越来越多,这也导致边坡的稳定性和安全性越来越差。矿山边坡工程地质条件复杂,其中,岩体结构面是控制边坡稳定性的关键因素,但促使结构面演化的内外动力因素丰富,结构面发育具有随机性,造成边坡稳定性计算中结构面参数取值存在不确定性,边坡稳定性评价结果难以保证。为此,本文通过对露天矿山边坡稳定性计算中结构面几何参数和力学参数的不确定性取值展开研究,结合中智区间函数能更好的表达不确定性的特点,对边坡稳定性进行综合评价。主要内容如下:（1）构建边坡稳定性计算模型是进行边坡稳定性评价的前提。其中潜在滑移面的方位对坡体稳定性影响巨大,潜在滑移面的确定一般通过结构面聚类分析得到。针对传统结构面聚类分析方法无法清除“噪点”的影响,造成聚类过程及聚类结果的偏差,提出一种基于编网算法的岩体结构面优势产状聚类分析方法。通过与5种传统聚类分析方法的对比表明:本方法所得优势产状与各方法一致,具有良好的适用性;无需事先指定初始分组数或初始聚类中心,减少了人为干涉的主观性,聚类过程更加可靠;能有效地清除“噪点”数据,使聚类结果更加准确。通过对工程案例的分析表明,编网算法在结构面优势产状的聚类分析中具有有效性和合理性。本研究方法可为工程岩体中快速、准确地获取结构面优势产状,确定潜在滑移面方位提供依据,保证了边坡稳定性计算中结构面几何参数取值的准确性,对工程岩体稳定性评价具有重要意义。（2）结构面粗糙度是控制岩体稳定性的重要力学参数。针对结构面粗糙度统计测量时无法确定合理样本数的问题,分别提出基于变异系数级比分析及简单随机抽样原理的最小样本数确定方法。以实际工程岩体结构面表面数据为研究对象,对比分析两种方法在系列尺寸下确定的统计测量最小样本数。实例分析表明:小尺寸样本的变异系数（CV）值明显大于大尺寸样本,且CV值随取样尺寸的增大而减小,取样尺寸为10～50cm的CV值基本稳定在0.31～0.47之间,取样尺寸为60～100cm的CV值基本稳定在0.21～0.31之间;最小样本数与取样尺寸基本满足幂函数关系,且最小样本数随取样尺寸的增大而减少;系列尺寸下级比分析方法在允许误差为±2%时确定的最小样本数与简单随机抽样原理在最大允许误差为10%、置信度为95%时计算的最小样本数是一致的,相似度大于0.997。本研究方法可为工程岩体中定量获取结构面粗糙度统计测量最小样本数提供依据,保证了结构面粗糙度系数（JRC）统计测量结果的准确性,对工程岩体稳定性评价中结构面力学参数的准确获取具有重要意义。（3）针对矿山边坡稳定性计算中结构面几何参数和力学参数的不确定性取值,提出基于中智区间函数的露天矿山边坡稳定性综合评价方法。对于几何参数的不确定性,结合中智区间函数得到结构面优势产状的中智区间函数表达;对于力学参数的不确定性,对结构面JRC进行非线性拟合,得到尺寸效应条件下结构面JRC的中智区间函数表达。然后,基于JRC-JCS模型推导得出结构面抗剪强度的中智区间函数表达,在此基础上,利用极限平衡法计算得到边坡稳定系数的中智区间。通过对工程实例的稳定性评价表明,该方法可有效地将结构面几何参数和力学参数的不确定性包含在一个区间之内,使边坡稳定性评价结果更加合理、可靠。本研究方法可为工程岩体中定量表达参数不确定性提供依据,保证了边坡稳定性计算过程的可靠性,为露天矿山边坡稳定性分析提供参考和借鉴。
二、岩体结构面粗糙度系数JRC的研究现状（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、岩体结构面粗糙度系数JRC的研究现状（论文提纲范文）
（1）岩石结构面粗糙度表征及其围压作用下剪切力学行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 结构面粗糙度评价方法 |
| 1.2.2 结构面抗剪强度模型 |
| 1.2.3 结构面剪切力学行为研究手段 |
| 1.3 本文主要研究内容及方法 |
| 1.4 本文研究技术路线 |
| 第2章 围压作用下岩石结构面抗剪强度试验 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 试验原理 |
| 2.3 试验系统 |
| 2.3.1 结构面岩样加工系统 |
| 2.3.2 围压作用下结构面剪切系统 |
| 2.4 试验步骤 |
| 2.5 常规力学试验 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 岩石结构面粗糙度评价综合参数 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 Barton标准轮廓线数字表征 |
| 3.2.1 Barton标准轮廓线插值图像 |
| 3.2.2 粗糙度特征提取及插值效果验证 |
| 3.3 岩石结构面粗糙度评价指标M_(hl) |
| 3.3.1 结构面平均起伏幅度(?) |
| 3.3.2 结构面粗糙度各向异性参数R_(vh) |
| 3.3.3 结构面粗糙度评价指标M_(hl) |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 岩石结构面粗糙度表征 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 岩石结构面形貌数据采集及建模 |
| 4.2.1 结构面形貌数据采集 |
| 4.2.2 结构面形貌建模 |
| 4.3 岩石结构面粗糙度表征 |
| 4.3.1 岩石结构面形貌特征量 |
| 4.3.2 岩石结构面粗糙度表征分析 |
| 4.4 岩石结构面粗糙度各向异性 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 围压作用下岩石结构面剪切力学行为 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 围压作用下结构面剪切力学行为 |
| 5.3.1 剪切力学特征 |
| 5.3.2 划痕面积比 |
| 5.3 JRC-JCS模型抗剪强度估算 |
| 5.4 围压作用下结构面抗剪强度模型 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 围压作用下结构面剪切力学行为的颗粒流分析 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 岩石结构面剪切力学行为的颗粒流模拟方法 |
| 6.2.1 粘结解绑法 |
| 6.2.2 光滑节理接触法 |
| 6.3 岩石结构面的改进光滑节理接触法 |
| 6.3.1 结构面相交接触判别法 |
| 6.3.2 结构面两侧颗粒组接触判别法 |
| 6.4 结构面两侧颗粒组接触判别法可行性验证 |
| 6.4.1 岩石平直结构面直剪模拟验证 |
| 6.4.2 Barton标准结构面直剪模拟验证 |
| 6.5 围压作用下结构面剪切应力行为模拟分析 |
| 6.5.1 围压作用下结构面剪切力学环境模拟方法 |
| 6.5.2 细观参数标定 |
| 6.5.3 围压作用下结构面剪切应力行为 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）岩石节理抗剪强度宏细观机制及其三维粗糙度定量描述研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 当前研究现状及存在问题 |
| 1.2.1 岩石节理剪切力学性质研究 |
| 1.2.2 岩石节理粗糙度评价 |
| 1.3 主要研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 主要创新点 |
| 2 Barton典型岩石节理宏细观剪切机制试验研究 |
| 2.1 研究方案 |
| 2.2 节理试样制备 |
| 2.2.1 节理样本和节理面数据 |
| 2.2.2 基于3D打印的节理面模具逆向制作 |
| 2.2.3 类岩石节理试样制作 |
| 2.3 测试系统与试验过程 |
| 2.4 试验数据与宏观力学特征分析 |
| 2.4.1 剪切应力曲线规律分析 |
| 2.4.2 剪切强度规律分析 |
| 2.4.3 节理面综合抗剪强度参数规律分析 |
| 2.4.4 剪胀特性规律分析 |
| 2.5 节理破坏规律与细观机理分析 |
| 2.5.1 节理粗糙度及剪切方向对节理破坏特征的影响 |
| 2.5.2 法向应力对节理破坏特征的影响 |
| 2.6 节理粗糙度定量弱化规律分析 |
| 2.6.1 三维扫描仪简介 |
| 2.6.2 数据扫描及处理 |
| 2.6.3 节理轮廓选取及坐标数据获取 |
| 2.6.4 剪切前后节理面整体粗糙度弱化规律 |
| 2.6.5 剪切前后节理面局部粗糙特征分布变化规律 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 基于PFC的岩石节理宏细观剪切机制数值试验研究 |
| 3.1 数值试验模型的建立与验证 |
| 3.1.1 颗粒流方法及接触模型 |
| 3.1.2 节理试样数值模型建立方法 |
| 3.1.3 岩石及节理面细观参数标定 |
| 3.1.4 伺服机制实现 |
| 3.2 Barton典型节理数值直剪试验结果分析 |
| 3.2.1 分析模型和方案 |
| 3.2.2 剪切应力曲线与剪切强度规律分析 |
| 3.2.3 节理面宏观破坏特征分析 |
| 3.2.4 剪切过程剪切应力变化与裂纹扩展关系讨论 |
| 3.2.5 剪切过程试样渐进破坏机制分析 |
| 3.3 规则齿形节理直剪试验数值模拟 |
| 3.3.1 节理方案和试样模型 |
| 3.3.2 节理粗糙程度对剪切性质的影响 |
| 3.3.3 法向应力对剪切性质的影响 |
| 3.3.4 剪切过程试样渐进破坏机制分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 考虑剪切破坏机制的节理轮廓统计参数的提出与验证 |
| 4.1 统计参数法应用流程 |
| 4.2 Barton典型节理轮廓JRC~(2d)数值的修正和补充 |
| 4.2.1 10 条标准粗糙度节理轮廓缺陷 |
| 4.2.2 JRC-JCS模型参数获取 |
| 4.2.3 典型节理轮廓JRC反算 |
| 4.3 现有统计参数与新JRC~(2d)相关性验证 |
| 4.3.1 不考虑剪切方向的Z_2、SF和 R_P-1 |
| 4.3.2 考虑剪切方向的Z'_2和θ_(p+) |
| 4.4 节理轮廓粗糙度新统计参数加权正角度WR~+的提出与验证 |
| 4.4.1 粗糙节理剪切破坏模型 |
| 4.4.2 新统计参数的提出与定义 |
| 4.4.3 采样间隔影响与合理性评价 |
| 4.5 新统计参数WR~+实用性分析 |
| 4.5.1 粗糙节理试样点云数据获取 |
| 4.5.2 节理轮廓数据获取 |
| 4.5.3 节理面粗糙度各向异性评价 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 天然节理面剪切破坏机制及三维粗糙度量化方法与应用 |
| 5.1 试验准备 |
| 5.2 直剪试验常规结果分析 |
| 5.2.1 剪切应力剪切位移曲线特征 |
| 5.2.2 剪切强度规律 |
| 5.3 节理面破坏图示规律分析 |
| 5.3.1 剪切方向对节理面破坏特征的影响 |
| 5.3.2 法向应力对节理面破坏特征的影响 |
| 5.4 三维节理面JRC~(3d)反算 |
| 5.5 三维节理面JRC~(3d)定量预测方法 |
| 5.5.1 方案设置 |
| 5.5.2 节理面JRC~(3d)与节理轮廓JRC~(2d)分布特征对比 |
| 5.5.3 两种节理面三维粗糙度预测方法及误差分析 |
| 5.6 节理面粗糙度弱化规律定量研究 |
| 5.6.1 分析方案 |
| 5.6.2 剪切前后节理轮廓JRC~(2d)分布变化规律 |
| 5.6.3 剪切过程节理面JRC~(3d)弱化机制 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 节理面剪切强度预测模型及实用性验证 |
| 6.1 节理面剪切强度预测模型 |
| 6.2 剪切强度预测模型准确性验证 |
| 6.2.1 室内物理试验数据验证 |
| 6.2.2 剪切强度预测模型应用范围讨论 |
| 6.3 大型天然节理面研究准备 |
| 6.3.1 节理面形貌数据获取 |
| 6.3.2 分析方案设置 |
| 6.4 不同尺寸天然节理面粗糙度分布规律分析 |
| 6.4.1 粗糙度尺寸效应分析 |
| 6.4.2 粗糙度各向异性分析 |
| 6.5 不同尺寸天然节理面剪切强度分布规律分析 |
| 6.5.1 剪切强度尺寸效应分析 |
| 6.5.2 剪切强度各向异性分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间主要研究成果 |
| 参考文献 |
（3）基于有效样本数的岩体结构面剪切特性统计规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 结构面抗剪强度特性的研究现状 |
| 1.2.2 结构面取样方法的研究现状 |
| 1.2.3 结构面粗糙度系数统计测量样本数的研究现状 |
| 1.2.4 结构面直剪试验数值模拟研究现状 |
| 1.3 本文研究内容、技术路线及创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 2 结构面剪切试样统计测量有效样本数确定方法 |
| 2.1 基于简单随机抽样理论的有效样本数确定方法 |
| 2.2 工程实例 |
| 2.2.1 结构面试样选取 |
| 2.2.2 结构面表面几何信息提取 |
| 2.2.3 结构面粗糙度系数计算 |
| 2.2.4 基于简单随机抽样原理确定有效样本数 |
| 2.2.5 基于遍历搜索取样方法获取结构面剪切试样 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 基于直剪试验方法的岩体结构面剪切特性研究 |
| 3.1 岩体结构面室内试验 |
| 3.1.1 单轴压缩试验 |
| 3.1.2 室内直剪试验 |
| 3.2 岩体结构面直剪试验数值模拟 |
| 3.2.1 颗粒接触本构模型建立 |
| 3.2.2 细观参数选取 |
| 3.2.3 结构面直剪模型建立 |
| 3.2.4 结构面剪切破坏过程分析 |
| 3.3 结构面抗剪强度与粗糙度的关联性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 岩体结构面剪切特性的统计特征 |
| 4.1 同一尺寸结构面剪切特性分布规律 |
| 4.1.1 同一尺寸结构面应力应变分布规律 |
| 4.1.2 同一尺寸结构面峰值抗剪强度分布规律 |
| 4.1.3 同一尺寸结构面剪切刚度分布规律 |
| 4.1.4 同一尺寸结构面峰值剪切位移分布规律 |
| 4.2 系列尺寸结构面剪切特性分布规律 |
| 4.2.1 结构面峰值抗剪强度与结构面尺寸之间的关系 |
| 4.2.2 结构面剪切刚度与结构面尺寸之间的关系 |
| 4.2.3 结构面峰值剪切位移与结构面尺寸之间的关系 |
| 4.3 系列尺寸结构面峰值抗剪强度与粗糙度之间的关系 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结构面代表性试样选取方法 |
| 5.1 结构面抗剪强度代表性试样选取 |
| 5.2 结构面粗糙度系数代表性试样选取 |
| 5.3 结构面代表性取样结果的关联性分析 |
| 5.3.1 抗剪强度代表性试样与粗糙度系数代表性试样的关联性分析 |
| 5.3.2 粗糙度代表性试样的数值模拟分析 |
| 5.4 结构面代表性试样评价体系 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在校研究成果 |
| 致谢 |
（4）典型复合层状岩体结构面剪切破坏演化规律与锚固机理研究（论文提纲范文）
| 作者简介 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 结构面剪切特性研究现状 |
| 1.2.2 结构面剪切演化规律研究现状 |
| 1.2.3 加锚岩体结构面剪切特性及锚固机理研究现状 |
| 1.2.4 层状岩质边坡稳定性研究现状 |
| 1.2.5 存在主要问题 |
| 1.3 论文的研究内容和技术路线及创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 复合层状岩体结构面剪切破坏演化规律室内试验研究 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 研究区区域地质环境条件 |
| 2.2.1 鄂西地区区域地质背景 |
| 2.2.2 鄂西地区典型复合层状岩体 |
| 2.3 岩体结构面试样安装装置研发 |
| 2.3.1 现有便携式直剪仪优缺点分析 |
| 2.3.2 结构面试样安装装置研发 |
| 2.3.3 试样安装新老方法的对比分析 |
| 2.4 复合层状岩体结构面试样采集及室内试验 |
| 2.4.1 试样采集与处理 |
| 2.4.2 室内激光扫描 |
| 2.4.3 复合层状岩体结构面壁岩力学性质室内试验 |
| 2.4.4 复合层状岩体结构面室内直剪试验 |
| 2.5 复合层状岩体结构面直剪试验结果及分析 |
| 2.5.1 复合层状岩体结构面室内直剪试验结果 |
| 2.5.2 复合层状岩体结构面剪切破坏演化特征分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 PFC数值模型参数及剪切应力监测方法 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 颗粒流基本理论 |
| 3.2.1 颗粒流理论发展历程及基本假设 |
| 3.2.2 颗粒流基本定律 |
| 3.2.3 PFC数值本构模型 |
| 3.3 岩体结构面数值模型细观参数校核 |
| 3.3.1 结构面数值模型壁岩细观参数确定 |
| 3.3.2 数值模型结构面细观参数确定 |
| 3.4 PFC数值模拟直剪试验剪切应力监测方法 |
| 3.4.1 PFC数值模拟直剪试验剪切应力监测方法回顾 |
| 3.4.2 PFC数值直剪试验剪切应力监测新方法提出 |
| 3.4.3 剪切应力监测新方法监测精度验证 |
| 3.4.4 新老方法监测所得剪切应力对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 复合层状岩体结构面剪切破坏演化规律数值试验研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 复合层状岩体结构面数值模型建立及与室内试验结果对比分析 |
| 4.2.1 数值试验方案确定 |
| 4.2.2 数值试验模型建立 |
| 4.2.3 数值直剪试验结果及与室内试验对比分析 |
| 4.3 复合层状岩体结构面数值模型剪切演化特征分析 |
| 4.3.1 结构面垂直向破坏深度演化分析 |
| 4.3.2 结构面剪切过程中裂纹破坏分析 |
| 4.3.3 结构面剪切过程中能量演化分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 加锚复合层状岩体结构面锚固机理室内模型试验研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 加锚复合层状岩体结构面模型试验方案 |
| 5.2.1 相似模拟试验原理 |
| 5.2.2 相似模拟试验方案确定 |
| 5.3 复合层状岩体结构面室内模型试验 |
| 5.3.1 相似模型单轴试验 |
| 5.3.2 复合层状岩体结构面相似模型直剪试验 |
| 5.4 加锚复合层状岩体结构面室内模型试验 |
| 5.4.1 加锚复合层状岩体结构面壁岩及锚杆变形特性分析 |
| 5.4.2 复合层状岩体结构面锚固前后力学特性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 加锚复合层状岩体结构面锚固机理数值剪切试验研究 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 加锚复合层状岩体结构面数值试验方案 |
| 6.2.1 数值模拟方法选择 |
| 6.2.2 加锚复合层状岩体结构面数值模型建立 |
| 6.3 加锚复合层状岩体结构面数值试验结果 |
| 6.3.1 数值直剪试验结果分析 |
| 6.3.2 数值直剪试验过程中锚杆轴力变化特征分析 |
| 6.4 加锚复合层状岩体结构面剪切演化特征 |
| 6.4.1 细观裂纹演化过程分析 |
| 6.4.2 能量演化过程分析 |
| 6.4.3 颗粒旋转角度演化过程分析 |
| 6.4.4 锚杆两侧颗粒孔隙度演化过程分析 |
| 6.5 锚杆倾角对复合层状岩体结构面抗剪强度影响研究 |
| 6.5.1 不同锚杆倾角方案设计 |
| 6.5.2 不同锚杆倾角作用下剪切强度特性分析 |
| 6.5.3 不同锚杆倾角作用下剪切演化分析 |
| 6.6 加锚复合层状岩体结构面室内与数值剪切试验对比 |
| 6.6.1 室内试验与数值试验结果对比分析 |
| 6.6.2 加锚复合层状岩体结构面剪切破坏演化阶段特征对比分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 锚固工程边坡稳定性研究 |
| 7.1 典型复合层状边坡工程地质条件 |
| 7.1.1 地形地貌 |
| 7.1.2 地层岩性 |
| 7.1.3 地质构造 |
| 7.1.4 水文地质条件 |
| 7.2 高边坡治理设计方案 |
| 7.3 锚固高边坡稳定性评价 |
| 7.3.1 计算方法选择 |
| 7.3.2 计算参数确定 |
| 7.3.3 数值计算与工程监测对比分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（5）不同粗糙度类岩石的强度试验及数值应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 含粗糙度节理岩石试验研究现状 |
| 1.2.2 岩体中裂隙扩展规律研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 本论文特色与创新点 |
| 第2章 岩体结构面粗糙度的理论模型与数值方法 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 岩体结构面粗糙度的理论模型 |
| 2.2.1 JRC2D定量表征方法 |
| 2.2.2 JRC3D定量表征方法 |
| 2.3 颗粒流针对岩体结构面粗糙度的数值研究方法 |
| 2.3.1 颗粒流基本运算法则 |
| 2.3.2 基本模型选取 |
| 2.3.3 含节理岩体接触模型构建 |
| 2.3.4 细观参数对模型宏观力学性质的影响规律 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 不同粗糙度的类岩石压缩破坏试验及数值分析 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 试样制备与试验方案 |
| 3.2.1 相似材料的配比 |
| 3.2.2 材料力学参数 |
| 3.2.3 剪切断裂模型 |
| 3.2.4 含粗糙度节理类岩石与加载模具制备 |
| 3.2.5 试验方案和设备 |
| 3.3 试验结果分析 |
| 3.2.1 强度特征曲线分析 |
| 3.2.2 相似材料破坏特征分析 |
| 3.4 单轴压缩试验数值模拟 |
| 3.4.1 数值模型与细观参数标定 |
| 3.4.2 数值模拟结果分析 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 不同粗糙度的类岩石直剪试验与数值模拟 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 试验方案 |
| 4.2.1 试样几何尺寸 |
| 4.2.2 直剪试验流程 |
| 4.3 直剪试验结果分析 |
| 4.3.1 含粗糙度非贯通节理岩石的强度曲线分析 |
| 4.3.2 含粗糙度非贯通节理岩石的破坏形态分析 |
| 4.4 直剪试验数值模拟研究 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 含粗糙度的节理岩质边坡在静力荷载下破坏机制分析和演化过程 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 边坡数值模型建立 |
| 5.2.1 模拟方案 |
| 5.2.2 边坡数值模型建立 |
| 5.3 含粗糙度的节理边坡最终破坏模式分析 |
| 5.3.1 边坡变形破坏的数值分析 |
| 5.3.2 边坡应力状态与细观力场演化 |
| 5.4 小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得学术成果 |
（6）结合数字图像处理技术的工程岩体分级自动化途径的探索（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的意义及依据 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 工程岩体分级概述 |
| 1.2.2 岩体结构面测量方法 |
| 1.2.3 岩体结构面几何特征提取研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第2章 岩石裂隙骨架追踪常用图像处理算法 |
| 2.1 图像采集 |
| 2.2 图像预处理 |
| 2.2.1 彩色图像匀光 |
| 2.2.2 图像平滑 |
| 2.2.3 图像锐化 |
| 2.2.4 图像对比度增强 |
| 2.3 图像分割 |
| 2.3.1 边缘检测 |
| 2.3.2 阈值分割 |
| 2.4 形态学处理 |
| 2.4.1 基本形态学处理方法 |
| 2.4.2 其他常用的形态学处理方法 |
| 第3章 基于图像暗区曲线性结构增强的裂隙骨架追踪算法 |
| 3.1 总体流程 |
| 3.2 相关工作 |
| 3.2.1 同态滤波 |
| 3.2.2 Frangi2D滤波 |
| 3.2.3 粒子群优化 |
| 3.3 DRCSE法的原理和实现 |
| 3.3.1 岩石图像像素点成分和Frangi滤波效果 |
| 3.3.2 图像暗区对比度的增强 |
| 3.4 更多实验以及与传统方法结果的对比讨论 |
| 3.4.1 图像数据 |
| 3.4.2 定量化的裂隙骨架评价 |
| 3.4.3 与传统算法结果的对比讨论 |
| 第4章 工程岩体分级结构面参数自动化获取 |
| 4.1 裂隙骨架的标记算法和裂隙基本几何参数的计算 |
| 4.1.1 裂隙骨架标记算法 |
| 4.1.2 裂隙基本几何参数计算 |
| 4.2 RMR14分级 |
| 4.2.1 RMR14开挖面的节理密度的计算 |
| 4.2.2 RMR14开挖面的节理粗糙度的计算 |
| 4.3 GSI分级定量化的获取 |
| 4.4 分级结果的比较 |
| 第5章 结论和展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（7）煤体层理结构面三维形貌特征及剪切力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 结构面形貌特征 |
| 1.2.2 结构面力学特性 |
| 1.2.3 结构面力学响应特征研究 |
| 1.2.4 相似材料模型研究 |
| 1.2.5 剪切试验装置 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 研究内容、技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 煤体层理结构面的三维形貌特征 |
| 2.1 含结构面试样选取及制备 |
| 2.2 结构面三维形貌特征 |
| 2.2.1 扫描试验过程 |
| 2.2.2 三维形貌指标分析 |
| 2.3 结构面形貌参数的量化 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 煤体层理结构面的剪切力学特性 |
| 3.1 剪切试验过程 |
| 3.2 载荷-位移曲线特性及剪切参数确定 |
| 3.2.1 载荷-位移曲线特性 |
| 3.2.2 剪切参数确定 |
| 3.3 结构面剪切破坏后的形貌变化特征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 不同凸起体倾向对结构面剪切力学特性的影响 |
| 4.1 煤体数值模型构建及细观参数标定 |
| 4.1.1 煤样单轴压缩试验的细观参数标定 |
| 4.1.2 煤样直剪试验的细观参数标定 |
| 4.2 结构面各向异性的数值试验 |
| 4.3 含割理的煤体模型数值试验 |
| 4.3.1 含割理煤样数值模型的构建 |
| 4.3.2 含割理煤体的力学特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 不同凸起体倾角对结构面剪切力学特性的影响 |
| 5.1 结构面试样的制备 |
| 5.1.1 试样材料配比确定 |
| 5.1.2 不同凸起体倾角结构面试样的制备 |
| 5.1.3 直剪试验过程 |
| 5.2 模型结构面剪切力学特性 |
| 5.2.1 单调剪切作用下的结构面剪切力学特性 |
| 5.2.2 循环剪切作用下的结构面剪切力学特性 |
| 5.3 模型结构面破坏特征及变形规律 |
| 5.3.1 剪切作用下的结构面破坏特征 |
| 5.3.2 剪切作用下的结构面法向位移变形规律 |
| 5.4 剪胀变形模型 |
| 5.5 不同倾角结构面的数值试验 |
| 5.5.1 不同倾角结构面模型的构建 |
| 5.5.2 不同倾角结构面的力学特性 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（8）岩石结构面粗糙度精细化表征与定量评价（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 结构面形貌数据获取技术 |
| 1.2.2 结构面粗糙度定量评价方法 |
| 1.2.3 结构面粗糙度特征研究 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 本文创新点 |
| 2 岩石结构面形貌数据获取与处理 |
| 2.1 结构面形貌数据获取 |
| 2.1.1 试样与仪器介绍 |
| 2.1.2 扫描过程 |
| 2.1.3 两种扫描结果对比 |
| 2.1.4 扫描精度的影响 |
| 2.2 数据处理 |
| 2.2.1 三维图像处理 |
| 2.2.2 点云数据处理 |
| 2.2.3 采样间隔的影响 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 粗糙度系数的定量评价 |
| 3.1 标准轮廓线数字化表征 |
| 3.2 误差度定量评价 |
| 3.3 粗糙度系数评价 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于全数据采样法的结构面粗糙度尺寸效应评价 |
| 4.1 采样尺寸的影响 |
| 4.2 采样位置的影响 |
| 4.3 全数据采样法 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于旋转采样法的结构面粗糙度各向异性评价 |
| 5.1 单一轮廓线采样法 |
| 5.2 旋转采样法 |
| 5.3 采样方法对比讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 进一步研究的建议 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（9）岩体裂隙半自动识别及隧道岩体质量快速评价方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及课题意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 岩体结构面信息获取现状 |
| 1.2.2 岩体质量评价方法及评价指标研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容和技术路线 |
| 2 摄影图像校正 |
| 2.1 概述 |
| 2.1.1 拍摄补光及拍摄位置选定 |
| 2.1.2 相机成像原理 |
| 2.1.3 图像插值法选定 |
| 2.2 畸变校正 |
| 2.2.1 图像畸变分类 |
| 2.2.2 畸变校正流程 |
| 2.3 正射校正 |
| 2.4 尺度转换 |
| 2.5 校正结果分析 |
| 2.6 实例分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 岩体结构面迹线半自动检测 |
| 3.1 边缘检测算子、骨架提取算法的选定和改进 |
| 3.1.1 边缘检测算子的选定 |
| 3.1.2 裂隙迹线细化算法的选定与改进 |
| 3.2 裂隙分段线迭代连接 |
| 3.2.1 Hough变换分段线连接法 |
| 3.2.2 分段线迭代连接法 |
| 3.3 主要裂隙迹线拟合 |
| 3.3.1 主要裂隙迹线的拟合过程 |
| 3.3.2 试验结果与统计分析 |
| 3.4 伪边缘的人工去除 |
| 3.5 实例分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 岩体结构面指标获取 |
| 4.1 隧道掌子面或侧壁径向RQD获取 |
| 4.1.1 隧道掌子面或侧壁径向RQD的计算流程 |
| 4.1.2 实例分析 |
| 4.2 结构面产状组数获取 |
| 4.2.1 结构面产状分组过程 |
| 4.3 裂隙迹线长度获取 |
| 4.3.1 裂隙迹长与岩体质量关系 |
| 4.3.2 裂隙迹长计算 |
| 4.3.3 实例分析 |
| 4.4 节理间距获取 |
| 4.4.1 节理间距与岩体性质的关系 |
| 4.4.2 节理间距计算 |
| 4.4.3 实例分析 |
| 4.5 结构面粗糙度系数获取 |
| 4.5.1 岩体结构面粗糙度系数 |
| 4.5.2 节理大尺度粗糙度系数 |
| 4.5.3 实例分析 |
| 4.6 连通性系数获取 |
| 4.6.1 I-Y-X连通性计算 |
| 4.6.2 连通率计算 |
| 4.6.3 实例分析 |
| 4.7 块体体积获取 |
| 4.7.1 基于三维空间的岩体块体体积计算 |
| 4.7.2 基于二维空间的块体体积计算 |
| 4.7.3 实例分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 隧道围岩质量评价 |
| 5.1 岩体质量评价方法概述 |
| 5.2 Bayesian网络概念 |
| 5.2.1 Bayesian网络概念及模型的建立 |
| 5.3 GSI系统的岩体质量评价 |
| 5.3.1 GSI系统 |
| 5.3.2 GSI系统的指标参数计算 |
| 5.3.3 岩体GSI分类质量评价区间概率分析 |
| 5.4 DRMR分类的岩体质量评价 |
| 5.4.1 DRMR分类方法计算 |
| 5.4.2 岩体DRMR分类质量评价区间概率分析 |
| 5.5 DRMR分类与GSI系统的评价结果对比与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（10）基于中智区间函数的露天矿山边坡稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 边坡稳定性分析的研究现状 |
| 1.2.2 不确定性分析的研究现状 |
| 1.2.3 聚类分析的研究现状 |
| 1.2.4 结构面粗糙度统计测量样本数的研究现状 |
| 1.3 本文研究内容及技术路线 |
| 2 结构面几何参数和力学参数对边坡稳定性的影响分析 |
| 2.1 结构面几何参数的影响分析 |
| 2.1.1 边坡稳定性计算模型 |
| 2.1.2 计算模型的几何精度 |
| 2.2 结构面力学参数的影响分析 |
| 2.2.1 结构面JRC的准确获取 |
| 2.2.2 参数取值的计算精度 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 基于编网算法的岩体结构面优势产状聚类分析 |
| 3.1 问题的数学模型 |
| 3.1.1 结构面产状的空间表达 |
| 3.1.2 模糊相似矩阵R |
| 3.2 编网算法 |
| 3.2.1 算法描述 |
| 3.2.2 聚类有效性检验 |
| 3.2.3 实施步骤 |
| 3.2.4 算法验证 |
| 3.2.5 讨论及建议 |
| 3.3 工程应用 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 结构面粗糙度统计测量最小样本数确定方法 |
| 4.1 JRC统计测量最小样本数确定方法 |
| 4.1.1 基于变异系数级比分析的最小样本数确定方法 |
| 4.1.2 基于简单随机抽样原理的最小样本数确定方法 |
| 4.2 工程实例分析 |
| 4.2.1 结构面试样选取 |
| 4.2.2 结构面表面几何信息提取 |
| 4.2.3 结构面粗糙度系数计算 |
| 4.2.4 级比分析方法确定结构面粗糙度统计测量最小样本数 |
| 4.2.5 简单随机抽样方法确定结构面粗糙度统计测量最小样本数 |
| 4.2.6 不同最小样本数确定方法计算结果与对比分析 |
| 4.2.7 讨论及建议 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基于中智区间函数的边坡稳定性评价 |
| 5.1 中智区间函数 |
| 5.2 基于中智区间函数的边坡稳定性表达 |
| 5.2.1 结构面JRC尺寸效应和结构面优势产状的中智区间函数表达 |
| 5.2.2 结构面抗剪强度的中智区间函数表达 |
| 5.2.3 边坡稳定系数的中智区间函数表达 |
| 5.3 工程案例分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 附录1 编网算法主要程序段 |
| 参考文献 |
| 在校研究成果 |
| 在校参与项目 |
| 致谢 |
四、岩体结构面粗糙度系数JRC的研究现状（论文参考文献）
- [1]岩石结构面粗糙度表征及其围压作用下剪切力学行为研究[D]. 杨泽进. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]岩石节理抗剪强度宏细观机制及其三维粗糙度定量描述研究[D]. 郇久阳. 西安理工大学, 2021(01)
- [3]基于有效样本数的岩体结构面剪切特性统计规律研究[D]. 徐敏娜. 绍兴文理学院, 2021
- [4]典型复合层状岩体结构面剪切破坏演化规律与锚固机理研究[D]. 姜耀飞. 中国地质大学, 2020(03)
- [5]不同粗糙度类岩石的强度试验及数值应用[D]. 沈朝辉. 成都理工大学, 2020(04)
- [6]结合数字图像处理技术的工程岩体分级自动化途径的探索[D]. 汤玉笛. 东南大学, 2020(01)
- [7]煤体层理结构面三维形貌特征及剪切力学特性研究[D]. 赵科. 煤炭科学研究总院, 2020(08)
- [8]岩石结构面粗糙度精细化表征与定量评价[D]. 吴禄祥. 浙江大学, 2020(02)
- [9]岩体裂隙半自动识别及隧道岩体质量快速评价方法研究[D]. 詹伟. 南京理工大学, 2020(01)
- [10]基于中智区间函数的露天矿山边坡稳定性研究[D]. 侯钦宽. 绍兴文理学院, 2020(02)