如何建立岩体裂隙结构的分形模型
时间:2011-12-12 阅读:743
对于天然岩体,一个很重要的特征就是发育着不同级别,不同方向和不同序次的节理裂晾构造,有大到几米,几十米,甚至几公里的规模,小到显徽镜下方能见到的微裂纹,这种结构面主要是岩石经受磁翻板液位计*构造应力作用后留下的遗迹,它们决定着工程岩体的强度性质。因此,从本质上讲,岩体是非均匀、非连续的,具有十分复杂的结构。在一定的条件下.这种介质可视为连续介质,采用连续介质力学方法解决工程实际间题,大体上是可行的。但连续介质力学方法不可能从根本上解决工程地质中的力学问题,因为它掩盖了岩土体复杂的内部结构及其复杂的作用机理和作用过程,是力学计算结果和实际间题之间产生偏差的根撅。为求得此类介质的力学特性,需要进一步发展和建立精细而又合理的基于压力变送器模型的力学模型,深刻地研究它的内部规律,发展非均匀、非连续的离散介质模型。
在欧氏空间中,从任一个平面上看去,岩体裂隙似乎杂乱无章。但是只要仔细观察,就会发现,它们是按某一方向或某几个方向成组出现,而且相互交错(图2一2),可以按某种规律建立起平面结构分形模型。
从三维上看,岩体由于结构面的切割,在数学上是不连续的·巳构不成三维实体,它是一种不规则的,支离破碎的空间结构,岩体的这种结构特征可以划分出两个方面,一是结构体形态的不规则性,二是结构体大小的不均匀性
前者起因于结构面方位的随机性及结构面形态的起伏不平,后者是结构面规模和间距的多重尺度(无标度性)的结果。分析表明。无论是平面上的裂隙结构或是空间上的块体结构,都具有一定随机性和结构多重尺度性质,在统计惫义上表现出自相似性。概括起来,可以分成三种分形模型,即节理断裂分形模型、结构体分形模型、裂隙结构统计分形模型。
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