基于轮廓曲线的岩体结构面三维粗糙度获取方法

现场获取岩体结构面三维形貌对于边坡稳定性评价至关重要,受限于三维激光扫描仪等精密设备高昂的使用成本、繁琐的操作过程以及对测量对象的严苛要求,使其在工程现场难以被广泛应用,因此提出了一种基于轮廓曲线的岩体结构面三维粗糙度获取方法。以重构结构面与原始结构面的峰值抗剪强度相对误差是否小于5%为标准,采用Tatone提出的峰值剪切模型评估岩石结构面的剪切特性,以确定合理的采样间隔;在此基础上,通过轮廓曲线仪绘制结构面二维轮廓曲线,并根据图像数字化矩阵与实际长度的大小关系提取每条轮廓曲线的坐标数据;利用Griddata函数对已有数据进行空间插值生成重构的三维结构面,从而进行相关粗糙度研究。根据理论分析、直剪试验两方面检验,求得重构结构面与原始结构面的峰值抗剪强度相对误差均小于5%,满足工程应用要求。研究证明该方法能够准确地获取结构面三维粗糙度,具有操作简单、成本低廉、受测量环境影响小等优势,可为相关结构面粗糙度分析及抗剪强度研究提供借鉴。