基于结构面迹线分形维数的岩体质量评价

摘要

针对传统定性或部分定量的岩体质量评价现状,分形理论、神经网络等新方法得到广泛应用.本文基于岩体结构面迹线自相似性的分形特征,应用分形理论对基于数字近景摄影测量技术获取的岩体边坡结构面迹线的分形维数进行研究.以长春市净月采石场一边坡为例,采用方格网覆盖法计算结构面迹线的分形维数,验证了迹线分形特征,并对方格网覆盖法进行改进,采取与研究范围成比例的长方格网覆盖法计算分形维数.分析发现,两种计算方法结果相近,后者在理论上更接近分形原理并且编程更容易实现,迹线数量越多,分形维数越大,岩体越破碎,质量越差.最后,将分形维数与基于摄影测量方法获得的剔除空白区影响的RQD进行对比分析,确定分形维数与RQD的关系式,得到岩体质量定量评价的分形维数指标.研究表明:研究区边坡迹线分形维数为1.22,拟合度为0.98,此边坡岩体质量属于Ⅱ级.改进的长方形格网覆盖法分形维数计算容易实现,计算过程得到简化,结果可靠.得到了以岩体结构面迹线分形维数为指标的岩体质量定量评价方法.