裂隙化岩体不连续面密度的分形研究

摘要

不连续面密度是表征岩体内部不连续面分布特征的重要参数之一，但是岩体内不连续面的分布是随机的、不规则的，要想准确获得岩体不连续面密度的真实值是不可能的。基于现场调查的岩体露头不连续面特征，借助计算机模拟技术建立岩体不连续面分布的二维、三维随机裂隙网格模型，从数理统计学的角度计算岩体不连续面密度数值。并基于分形理论计算岩体不连续面分布的二维、三维分布特征，尝试建立岩体不连续面密度与分维数的数学关系。计算结果表明，岩体不连续面密度与分维数具有相同的变化趋势，随着不连续面分维数的增大，不连续面密度增大，不连续面密度与分维数之间存在线性关系。研究结果表明，不连续面分布的体密度和三维分形维数，可以更加综合地反映岩体内部不连续面的分布特征和空间信息及对岩体强度参数的影响，对工程应用具有更好的实际作用。且在此基础上，提出基于不连续面分布的体密度和三维分形维数的岩体等效抗剪强度指标的折减计算。