本文選題：巖石結(jié)構(gòu)面 + 點云數(shù)據(jù)��； 參考：《巖土力學(xué)》2017年04期

【摘要】：巖石結(jié)構(gòu)面形貌特征直接影響其宏細觀剪切破壞特征和剪切強度,因此,清楚地認識在不同點云數(shù)據(jù)采樣間隔下結(jié)構(gòu)面形貌特征和各向異性特征的統(tǒng)計參數(shù)穩(wěn)定性,對于定量認識結(jié)構(gòu)面剪切破壞機制并建立合理的抗剪強度準(zhǔn)則十分重要。為此,借助三維白光面掃描系統(tǒng)對3組不同粗糙度的巖石結(jié)構(gòu)面進行測量,并根據(jù)稀疏點云數(shù)據(jù)密度的原理得到其15種采樣間隔的點云數(shù)據(jù);在此基礎(chǔ)之上,研究了2D統(tǒng)計參數(shù)坡度均方根Z_2、粗糙度指數(shù)R_p和θ_(max)~*/(C+1)_(2D)以及其所對應(yīng)的3D坡度均方根Z_(2s)、3D粗糙度指數(shù)R_s和3D統(tǒng)計參數(shù)θ_(max)~*/(C+1)_(3D)隨采樣間隔的變化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),上述統(tǒng)計參數(shù)隨著采樣間隔的增大而減小,且衰減幅度逐漸增大,并與采樣間隔存在二次多項式的擬合關(guān)系;同時,研究還發(fā)現(xiàn),不同采樣間隔下結(jié)構(gòu)面的各向異性特征也具有間隔效應(yīng)。為定量描述這種結(jié)構(gòu)面各向異性特征的采樣間隔效應(yīng),利用所構(gòu)造的無量綱參數(shù)結(jié)構(gòu)面各向異性系數(shù)DAC和各向異性特征參數(shù)K_α對其度量,結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)面的各向異性與間隔效應(yīng)呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系。最后,綜合巖石自然結(jié)構(gòu)面分析形貌特征參數(shù)和各向異性特征參數(shù)的穩(wěn)定性,在采樣間隔取為0.1~0.5 mm之間表現(xiàn)較好的穩(wěn)定性,其參數(shù)值偏差不大于3%,因此,建議一般情況下巖石自然結(jié)構(gòu)面三維掃描的采樣間隔可取為0.5 mm。
[Abstract]:The morphology of rock surface directly affects the macro and meso shear failure characteristics and shear strength. Therefore, the statistical parameter stability of the structural surface morphology and anisotropy characteristics under the sampling interval of cloud data at different points is clearly recognized. It is very important for the quantitative understanding of shear failure mechanism of structural plane and the establishment of reasonable shear strength criterion. Therefore, three groups of rock structure surfaces with different roughness were measured with the help of 3D white light surface scanning system, and 15 sampling interval point cloud data were obtained according to the principle of sparse point cloud data density. In this paper, the variation of the roughness index RSP and 胃 _ S / C _ 1D) and their corresponding 3D slope mean square index (R _ s) and 3D roughness index (R _ s) and 3D statistical parameter 胃 ~ (max) C _ 1C ~ (-1) D) with sampling interval have been studied by using the 2D statistical parameter, Z _ (2), the roughness index R _ (2), the roughness index R _ (2), the roughness index R ~ (2), and the 胃 _ S _ (max) / C ~ (-1) / C ~ (-1) D). It is found that the above statistical parameters decrease with the increase of the sampling interval, and the attenuation amplitude increases gradually, and there is a quadratic polynomial fitting relationship between the statistical parameters and the sampling interval. At the same time, the study also finds that, The anisotropic characteristics of the structure surface also have spacer effect at different sampling intervals. In order to quantitatively describe the sampling interval effect of the anisotropic feature of the structural plane, the anisotropy coefficient DAC and the anisotropic characteristic parameter K _ 偽 of the dimensionless parameter are used to measure the anisotropy coefficient of the structural plane. The results show that, The anisotropy of the structural plane is positively correlated with the spacer effect. Finally, considering the stability of the characteristic parameters of morphology and anisotropy of rock natural structure plane analysis, the stability of the parameters is better when the sampling interval is 0.1 ~ 0.5 mm, and the deviation of the parameters is not greater than 3. Therefore, It is suggested that the sampling interval of 3D scanning of rock natural structure surface should be 0.5 mm. in general.
【作者單位】： 東北大學(xué)深部金屬礦山安全開采教育部重點實驗室;中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所巖土力學(xué)與工程國家重點實驗室;
【基金】：十三五國家重點研發(fā)計劃(No.2016YFC0600707,No.2016YFC0801605) 國家自然科學(xué)基金(No.51379202,No.41372315)~~
【分類號】：TU45

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本文編號：1800321