分形理论在岩体质量评价中的应用及分级指标值的确定

为了更全面的评价岩体质量,克服传统的岩体质量等级分级方法如RQD,RMR和BQ等未考虑岩体中的节理、裂隙的不足,根据岩体结构面的自相似特征,应用分形理论来对其进行研究．运用盒计维数法对某地下工程岩体结构面分布的分形维数进行计算,验证了岩体结构面分布的分形特征．对计算结果数值分布的规律分析发现,分形维数越大,岩体质量越差,表明岩体结构面分布的分形维可以作为评价岩体质量的指标．并通过分维数D与RQD,RMR和BQ的拟合,给出岩体质量分级指标D值,从而提出一个以岩体结构面分形维数为分级指标的岩体质量评价方案．     

基于分形几何理论的岩体结构面分布特征研究

基于分形理论和现场岩体结构面调查，对岩体结构面进行了统计分析，网络模拟和分形维数计算，探讨了分形维数据和结构面分布密度程度之间的关系，并将分形维数应用于矿山工程岩体的质量评价。     

分形理论在岩体质量评价中的研究

准确进行岩体质量评价对矿石开采具有重要意义。以蚕庄金矿为工程背景,通过ShapeMetrix 3D进行节理扫描,合成节理产状分布图,并采用分形理论对节理分布规律进行研究,推导出能够反映岩体质量评价的分形维数D,从而得出岩体的结构面具有自相似性。结合现有分级方法的分级结果,与分形维数D拟合,得出其拟合关系均具有较强的线性关系,当分形维数D越小,岩体的稳定性越强,其中Q系统分级结果与分形维数D的拟合程度最高,RQD分级结果与分形维数D的拟合程度最低。研究表明,当分形维数小于1.5时岩体质量较好,分形维数大于1.5时岩体质量一般。因此,采用分形维数判断岩体质量具有较强的实用性,能够成为岩体质量分级的一种定量方法,对矿山岩体稳定性分析具有指导作用。     

岩体结构面几何特征的分形研究

在采集安庆铜矿结构面实际统计数据的基础上，应用分形豆腐对岩体结构面的几何特征（包括间距、迹长）进行了分析，结果表明，结构面向何特片呈现出很强的自相似性。应用分形模型比以往工程上的统计概型更能反映结构面分布的本质特片。     

基于分形理论的岩石质量评价

为了揭示地质数据的内在关系,深层次地反映节理岩体的工程地质特点,分析讨论了岩体结构面的分形特征,提出了一种利用分形分布、节理密度、岩石质量指标RQD和结构面间距分布形式的联系来评价岩体质量的方法。研究表明,分维数D能够弥补方法CSIR在评价岩体质量中的某些不足,可以作为岩体质量评价的一个定量指标。     

岩体节理面的分形与分维研究

应用分形几何理论对岩体节理进行描述，求得了节理的分维数df，并建立了节理分维数df与其粗糙度JRC的关系。有了节理的分维数就可方便的进行节理的分类及强度计算，这比传统的用JRC描述节理更具有实际意义。     

结构面对岩体爆破块度分布影响的分形探讨

在前人研究成果的基础上，应用分形几何理论探讨了结构面对岩体爆破块度分布影响的分形规律，得出了几点有益的结论．     

岩体裂隙的分形研究

利用分形理论对岩体裂隙进行研究。通过具体实例计算得到的结果验证了分维值D可以用来作为描述裂隙发育程度的一个指标，并单独分析了岩体裂隙分维值D与一定面积内裂隙累计长度L之间的关系，给出了计算裂隙分布图像分维值的公式。     

分形理论在边坡稳定性分析中的应用

边坡稳定性分析一直以来是边坡工程研究的核心,文中根据露天边坡中局部信息与整体信息的自相似性,小尺度下测得的信息与大尺度下测得的信息自相似性,由此构造模型,挖掘原始信息中不能反应的更多信息,由前者来预测后者,为边坡稳定性分析提供更多的信息、参数和依据,从而为边坡稳定性判别的进一步研究提供了可靠的数据依据和研究价值。     

岩体结构面粗糙度系数的小尺度量测及其抗剪强度分析

该文借助分形理论对岩体结构面JRC的分形特征进行定量描述 ,以小尺度的量测结果来反映大尺度范围内岩体结构面JRC值的理论公式 ,从而消除JRC和结构面抗剪强度的尺寸效应 ,较为真实地反映岩体结构面JRC的实际状态 ,获得客观、真实的岩体结构面力学参数     

兰山采场南帮边坡岩体结构面探讨

通过对兰家火山露天矿边坡岩体中结构面的探讨,论述了不同类型的结构面对边坡稳定性的影响程度,从而阐述了露天边坡开展岩体结构面调查研究的重要性。     

基于结构面的岩质边坡稳定性分析

岩质边坡中往往存在较多的结构面,这些结构面往往对边坡的稳定性起到重要的作用。结合露天矿采场边坡的工程实际,对边坡的结构面进行了调查和统计分析。根据边坡及优势结构面的产状,利用赤平极射投影,结合优势结构面理论方法,对边坡稳定性进行了分析。     

岩体结构面锚固剪切特性的数值分析

为了探讨锚杆加固情况下,岩体结构面的力学和变形特征,利用数值分析方法建立结构面直剪三维计算模型,分别改变结构面的表面形态和锚杆倾角,分析其对于结构面强度和变形特征的影响,结果表明：结构面加锚后,剪切强度得到提高,并且等效黏结力的提高幅度较大;结构面起伏角为0时,锚杆倾角为15°对应的剪切强度最大;随着锚杆倾角的增大,试样的剪切强度逐渐减小;结构面起伏角为17°时,剪切强度最大值均出现在锚杆倾角为30~50°的范围内。     

分形理论在金华山煤矿断层评价中的应用

借助Mapjis、Surfer软件,利用分维作为评价指标,对金华山煤矿5#煤层已揭露断层的复杂程度进行初步评价。结果表明,整个研究区主要以简单构造为主,中部较复杂,南部为中等构造。     

安庆铜矿-400m以下岩体质量评价与分析

根据矿体开采要求,通过岩体工程地质调查(岩体构造调查、结构面产状统计)和质量综合评价(岩石坚硬程度、完整程度、基本质量分级、工程岩体质量级别划分)对安庆铜矿1#矿体-400m以下岩体质量进行综合评估,结果表明:岩体结构面可以分为5组,最发育结构面组优势产状与F1断层一致;开采最佳轴线方向为28°方位,重要工程(采场、凿岩硐室等)一般垂直矿体走向布置,属于稳定性有利方向;四种主要岩体属于坚硬或较坚硬岩,完整性程度较好,工程岩体级别为III级。所得岩体质量评价结论可为矿山后期开采提供基础数据支撑。     

岩石-混凝土两相介质胶结面粗糙系数的分形描述

针对润扬长江公路大桥南汊悬索桥锚碇胶结面抗剪强度（抗剪强度的大小与胶结面粗糙度紧密相关）取值问题,采用室内控制粗糙系数试验的方法,测试了不同粗糙度的花岗岩与混凝土胶结面的抗剪强度.从形态数学原理出发,建立了均方根坡角法(ARMSS)测算岩石与混凝土胶结面轮廓线的分维数,定量描述其粗糙程度.岩石与混凝土胶结面粗糙系数(J_RC)可由分形维数D与分形截距A来确定,通过分形分析可以定量估计岩石力学中的J_RC值.     

Connection between the deformation properties of rock joints and their fractal dimension

The mechanism of interaction between the edges of discontinuities under the normal loading is proposed based on the elastic-brittle model of a rock mass. The respective constitutive relationships are synthesized by numerical experiments, and the functional dependence of an average normal rigidity of a joint on the fractal dimension of its edge is established. __________ Translated from Fiziko-Tekhnicheskie Problemy Razrabotki Poleznykh Iskopaemykh, No. 5, pp. 3–13, September–October, 2008.     

分形理论在霍林河煤田构造复杂程度评价中的应用

文中论述了应用分形理论评价断裂构造复杂程度的优越性 ,并对霍林河煤田的断裂构造的复杂程度进行了评价。分维值作为评价断裂复杂程度的指标能够很好地解释一些地质现象的变化 ,并通过地质理论的分析 ,反映与其相关的地质因素变化。具有其它指标无法比拟的优点 ,是一种包含了断裂长度、密度、方向性、和组合方式等信息的综合性指标 ,与断裂长度的关系最为密切