节理岩体结构面优势产状确定方法研究.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2011／19(6)-0887—06节理岩体结构面优势产状确定方法研究术冯羽①马凤山①巩城城①郭捷①王善飞②刘自成②(①中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院工程地质力学重点实验室北京100029)(②山东黄金矿业(莱州)有限公司三山岛金矿莱州261400)摘要节理岩体结构面产状的分析在岩体的力学和水力学分析中都是极为重要的基础性工作。本文分析了传统的结构面产状图形分析法、模糊等价聚类方法和模糊c均值聚类方法(FCM算法)在节理结构面产状分析中的优缺点，针对上述3种方法各自单

2、独使用时的利弊将这3种方法有效结合起来，得出了一种更为准确合理的产状统计分析的综合性方法。应用此方法对三山岛金矿一555中段实测的节理岩体结构面产状进行了统计分析，得到其分组数目及优势方位。关键词岩体结构面产状图形分析法模糊等价聚类模糊c均值聚类综合性方法中图分类号：TU452文献标识码：ADATAANALYSISMETHoDFoRoPTIMIZEDANDDoMINANToRIENT-ATIoNSoFJoINTSINRoCKMASSFENGYu①MAFengshan①GONGChengcheng①GUOJie①WANGShan~i②LIUZicheng②((~)

3、lnstituteofGeologyandGeophysics，ChineseAcademyofSciences，KeyLaboratoryofEngineeringGeomechanics，Beijing100029)((~ShandongGoldGroup(Laizhou)Co．，Ltd．，SanshandaoGoldMine，La~hou261400)AbstractAnalysisofjointoccurrenceinrockmassisanimportantandbasictaskinrockmechanicsandrockhy—draulics．Th

4、ispaperanalyzesthemeritsanddemeritsofthetraditionalplotsanalysismethod，thefuzzyequivalenceclusteringmethodandthefuzzyC—meansclusteringmethod(FCM)．Thenitproposesasyntheticalmethod．Thismethodismoreaccurateandreasonableaccordingtothemeritsanddemeritsmentionedabovewhentheabovethreemethod

5、sareusedalone．Thissyntheticalmethodisappliedtothegroupnumberandthesuperioritytrendsofjointoccurenceintherockmassat一555levelsinSanShandaoGoldMine．KeywordsJointorientation，Rockmass，Plotsanalysismethod，Fuzzyequivalenceclustering，FuzzyC—meansclustering，Syntheticalmethod及时在室内进行统计分析，节理结构面产

6、状的统计1引言分析是极为重要的基础工作。岩体的稳定性很大程度上取决于岩体中结构面的产状和空间分布规律，野外对节理进行观测并收集了大量资料后，要而研究空间分布规律最重要的手段就是结构面统{收稿日期：2011-05—25；收到修改稿日期：201t—IO一3I．基金项目：国家自然科学基金项目(41172271)，中国科学院知识创新工程重要方向项目群体项目(KZCX2-Yw—Qo3-02)资助第一作者简介：冯羽，主要从事地质工程与地质灾害方面的研究．Email：fyO5205205@126．cornJournalofEngineeringGeology工程地质学报201

7、1计，结构面的科学合理统计对研究岩体稳定性具有条件，才能最终确定合理的结构面产状分组数目。至关重要的作用，进行Mnote-carlo模拟、裂隙水渗结构面产状分组完成后，可采用各分类中结构面产流分析等也都需要以此为基础。通过统计分析以查状的算术平均值作为各分类的优势中心产状。但这明节理发育的规律和特点，是正确进行下一步科研种取均值的做法是不准确的，没有考虑各结构面产工作的基础。统计节理发育的规律和特点主要包括状对中心产状的影响程度的差异。两个方面：观察地点发育有几组节理面以及每组节1．3模糊c均值聚类算法(简称FCM算法)理面的优势方位如何¨。目前常用的结构面产状

8、数据统计方法有很多，模糊