基于改进投影覆盖法结构面粗糙度尺寸效应分析

研究结构面粗糙度的尺寸效应特征对全面理解结构面的力学性质有重要的意义。基于此，将随机数应用于投影覆盖法中，改进了投影覆盖法计算结构面分维数时三角形单元划分方法；在分辨率相同情况下，应用改进投影覆盖法计算了两个形貌特征不同的结构面（2 m×2 m）尺寸大小不同时的分维数；探讨了用取自不同区域位置相同尺寸结构面的最大分维数差值来判定结构面合理尺寸的方法。研究结果表明:（1）形貌特征不同的结构面尺寸效应特征不尽相同，一般情况下，随尺寸增大，结构面粗糙度先增大而后减小，即在小尺寸时表现为正尺寸效应，而后为负尺寸效应；（2）对于某一特定结构面，不同尺寸范围选取位置不同，其尺寸效应特征也不尽相同；（3）不同区域位置相同尺寸结构面最大分维数差值随尺寸的增大，其总体趋势为先减小而后逐渐趋于稳定。该研究结果是全面认识结构面粗糙度尺寸效应的有益补充，为确定结构面合理尺寸提供一条新途径。