基于功率谱密度的评估岩石节理粗糙度新方法

摘要：

为进一步提高结构面粗糙特征描述的精确性和可靠性,更全面地体现出细微形貌的影响,将轮廓线凹凸起伏分解为幅值、倾角和曲率3个特征,分别代表轮廓线的高度变化、角度变化和弯曲程度变化.以Barton建议的10条标准轮廓线为例,计算其幅度、角度和弯曲度的特征曲线,获得了三者的分布规律.利用可表征微细观形貌的功率谱密度函数研究了3种特征曲线的频谱特征,然后从功率谱密度对数曲线中提取了可以描述形貌特征的分形参数Dj(斜率相关)和粗糙度参数Aj(截距相关),在此基础上研究了Dj和Aj与节理粗糙度系数(joint roughness coefficient,简称JRC)的关系.同时,将该指标推广到了三维形貌的表征形式,并计算了大理岩剪切面的三维粗糙度.结果表明:新指标评估精确度高,可反映结构面各向异性特征,能有效表征结构面粗糙特征,对研究结构面剪切力学性质有重要意义.

关键词：岩体结构面、粗糙度表征、功率谱密度、曲率

所属期刊栏目：43

分类号：TU457(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-01-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：3135-3143