基于小波分析的岩体结构表面形貌各向异性研究

岩体结构面表面形貌的各向异性是岩体结构面的力学、渗流及其耦合性质存在各向异性的主要因素。采用人工劈裂方法制备了4个花岗岩结构面,在精确测试其表面形貌并进行数值化表达的基础上,截取二维表面轮廓线并对其几何组成进行分析,将二维表面轮廓线分为非稳态倾向、稳态一阶起伏度、稳态二阶粗糙度3个几何组成部分,并由此提出了二维表面轮廓线的3参数描述系统。基于小波分析,实现了对稳态一阶起伏度与稳态二阶粗糙度的分离。在上述基础上,对岩体结构面表面形貌的各向异性特征进行了系统深入的研究。研究表明,非稳态倾向与稳态一阶起伏度具有明显的各向异性特征;而稳态二阶粗糙度则可视为各向同性,对于岩性相同的结构面,稳态二阶粗糙度的描述参数值大多分布在某一长度较小的区间内。