岩石节理表面几何特性的三维统计分析

在利用三维非接触式高精度激光表面形状测定仪精确测量岩石节理的表面粗糙形状并进行数值化表达的基础上,应用地理信息系统(GIS)技术,实现了岩石节理粗糙面的三维可视化。再对岩石节理粗糙面的三维几何特性参数(诸如表面粗糙度、裂隙张开度和粗糙高度等)进行统计分析并计算频数分布的特征数字。最后,根据频率直方图的分布趋势和频数分布的特征数字研究各几何特性参数的分布规律。结果表明,花岗岩节理粗糙表面起伏比砂岩大,但二者几何特性参数的分布规律相似,节理粗糙高度和裂隙张开度分布近似于正态分布规律,而节理粗糙面倾斜角分布近似于Γ分布规律。

基于GIS三维统计的膏溶角砾岩断口几何特性研究

利用3D激光扫描系统精确测量膏溶角砾岩单轴压缩破坏下岩石断口表面的粗糙形态,结合地理信息系统(GIS)技术,实现岩石断口表面的三维可视化。然后对岩石断口三维几何特性参数进行统计分析,根据频率直方图的分布趋势研究各几何特性参数的分布规律及其随含水率增加的变化规律。最后,研究膏溶角砾岩断口在不同含水率条件下的分形特征,得出岩石断口在不同加载方向上的分维值随含水率增加的变化规律。试验结果表明,断口粗糙高度和坡度的分布近似于正态分布,断口粗糙高度的平均值随着含水率的增加呈线性上升趋势,而断口坡度的平均值随着含水率的增加呈线性下降趋势。通过岩石断口激光扫描试验分析发现,岩石断口的几何特征及分维值与岩石的初始含水状态密切相关,分维可以作为岩石断口几何形态定量描述的参数之一,从而为进一步分析膏溶角砾岩损伤演化过程及其破坏机制提供可靠的试验依据。