岩体结构面两级粗糙度各向异性特征量化表征的间距效应研究

结构面宏观起伏体和微凸体的三维形貌特征会直接影响岩石的剪切力学性质,认识不同采样间距下两级形貌粗糙度的各向异性特征,对准确把握岩体剪切破坏机理具有重要意义。鉴于目前对两级形貌粗糙度各向异性特征的研究较少,基于界限采样间距形貌分级原理获取两级粗糙度参数,提出了考虑粗糙度优势方向和劣势方向的各向异性系数RAC^3D,通过点云稀疏方法统计了不同采样间距下3组样品的两级形貌粗糙度各向异性系数。结果表明：微凸体粗糙度各向异性系数随采样间距扩大先逐渐增大然后减小,与采样间距有较好的二次多项式拟合关系;宏观起伏体在小采样间距下粗糙度各向异性系数的间距效应不明显,当间距超过界限采样间距之后,各向异性系数迅速衰减与采样间距呈负指数乘幂函数关系。
通过对结构面两级形貌几何结构分析发现,随采样间距增大,优势方向和劣势方向粗糙度衰减的快慢是影响两级形貌各向异性系数变化的主要因素。粗糙度各向异性特征越明显的结构面受采样间距变化的影响越大。本文为研究结构面两级形貌粗糙度各向异性特征的间距效应规律提供参考。