基于力学等效的岩体关键节理迹长阈值研究

为了在复杂节理网络中获得关键节理，为结构面选择性测量提供科学定量标准，实现节理网络的简化，以迹长为变量研究关键节理迹长阈值。采用3D打印技术，并根据Monte Carlo理论制备随机节理网络模型，浇筑成100 mm×20 mm×100 mm平板试样，在单轴压缩作用下对类岩体完整性系数、强度、变形和能量特性进行了分析，基于节理岩体力学等效原理，研究确定关键节理的迹长阈值。研究结果表明：(1)节理迹长是影响试样力学特性的核心要素之一。当剔除小于某一长度节理时，试样强度、变形和能量特性均无显著变化。(2)基于主成分分析和高斯混合模型聚类算法，建立节理岩体力学等效分析方法，实现鉴于多种力学参数岩体质量分类，进而对比力学不等效试样节理网络差异，形成一套关键节理迹长阈值研究方法。(3)综合考虑9种物理力学参数，认为试样边长的19%为关键节理的迹长阈值，对试样力学特性影响显著，为未来人工智能分析节理岩体工程如何科学取舍节理提供理论依据。