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摘要：本发明提供一种用于评估岩体结构面粗糙度演化的模拟方法和系统，该方法包括：基于复制模型进行光弹性试验，获得第一光弹条纹图像；对第一光弹条纹图像进行去噪预处理，获得第二光弹条纹图像；基于第二光弹条纹图像，获得结构面不同空间位置处的各微凸体的剪应力；计算接触区域内各微凸体的微凸体特征参数；定义各微凸体的剪切破坏评价参数；计算微凸体在某一时刻剪切下发生塑性变形后的变形高度；计算剪切下发生塑性变形后各微凸体对应的微凸体特征参数；计算剪切下发生塑性变形后的结构面粗糙度评价参数。采用本发明提供的方法，可以基于室内试验快速、准确地评估剪切过程中结构面的粗糙度演化过程。

主权项：1.一种用于评估岩体结构面粗糙度演化的模拟方法，其特征在于，所述模拟方法包括：基于预先获得的含结构面待评估天然岩体对应的满足力学参数要求的复制模型进行光弹性试验，获得复制模型中结构面在用于进行光弹性试验的试验装置的不同分析镜偏振角度下的第一光弹条纹图像；其中，复制模型包括通过具有起伏形貌差异的上结构面和下结构面结合的上模块和下模块；对第一光弹条纹图像采用双边滤波方法进行去噪预处理，获得第二光弹条纹图像；基于第二光弹条纹图像，获得结构面不同空间位置处的各微凸体的剪应力τ；基于结构面不同空间位置处的各微凸体的剪应力确定上结构面和下结构面之间的接触区域，并确定接触区域面积As；统计接触区域内的各微凸体高度h和对应的微凸体倾角θ，计算接触区域内各微凸体的微凸体特征参数F， 基于接触区域面积As、结构面壁面强度JCS、进行光弹性试验时施加的法向应力Fn和微凸体特征参数F定义各微凸体的剪切破坏评价参数T， 其中，σn为各微凸体承担的法向应力；将剪切破坏评价参数T与临界剪切破坏评价参数Tcr进行大小比较，判断微凸体是否发生塑性变形，当TTcr时表示微凸体发生塑性变形， 其中，Fθ*为临界微凸体特征参数，θ*为临界倾角；计算微凸体在某一时刻剪切下发生塑性变形后的变形高度Δh， 其中，P为微凸体所承担法向应力σn和微凸体对应的剪应力τ的合力；rb为微凸体与结构面基体的接触半径，E为结构面上、下模块接触的等效弹性模量，r为微凸体与结构面基体接触范围；计算剪切下发生塑性变形后各微凸体对应的微凸体特征参数F1， θ1＝θ-Δθh1＝h-Δh 其中，Δθ为微凸体因塑性变形改变的角度，l为微凸体的水平长度，h1为塑性变形后微凸体的高度，θ1为塑性变形后微凸体的倾角；计算剪切下发生塑性变形后的结构面粗糙度评价参数M， 其中，L是沿复制模型长度方向提取的剖面线长度，设定所提取的所有剖面线长度均为L，n是结构面二维剖面上的剖面线数量，m是各剖面线上对应的微凸体数量，Fst表示第t条剖面线第s个微凸体特征参数；其中，0M1，M代表结构面整体粗糙程度，M值越大结构面粗糙程度越大，M值越小结构面粗糙程度越小。

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百度查询： 长安大学 用于评估岩体结构面粗糙度演化的模拟方法和系统