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一种岩石结构面多重分形参数的计算方法
审中-实审

Calculation method for rock structure surface multi-fractal parameter

申请号:201710452702.7 申请日:2017-06-15
摘要:本发明涉及一种对岩石结构面粗糙度进行定量化的多重分形参数计算方法,其步骤包括:获取岩石试件结构面的三维形貌数据;利用投影覆盖法将结构面划分成个小网格,生成随机数,根据随机数的奇偶性选择小网格中三角形的不同划分方案,计算每个小网格的面积和结构面的总面积、每个小网格的结构面的粗糙性概率、测度;利用最小二乘法拟合得到不同测距度对应的多重分形谱参数,计算广义分形维数、多重分形参数;重复抽样,使抽样结果满足3σ法则,给出结构面多重分形参数概率密度分布函数,并将此抽样结果的均值作为所研究结构面多重分形参数的精准计算值。
Abstract: The invention relates to a calculation method for a rock structure surface multi-fractal parameter. The method is used for quantifying rock structure surface roughness. The method comprises the steps of obtaining three-dimensional shape data of a rock test piece structure surface; dividing the structure surface into a plurality of small grids through utilization of a projection covering method, generating random numbers, selecting different division schemes for triangles in the small grids according to the parity of the random numbers, calculating an area of each small grid, the total area of the structure surface, and the roughness probability and measurement of the structure surface of each small grid; carrying out fitting through a least square method to obtain multi-fractal spectrum parameters corresponding to different ranging degree, and calculating the generalized fractal dimension and the multi-fractal parameter; carrying out repeated sampling, enabling sampling results to satisfy a 3 sigma rule, providing a structure surface multi-fractal parameter probability density distribution function, and taking a mean value of the sampling results as a precise calculation value for searching the structure surface multi-fractal parameter.
申请人: 内蒙古科技大学
Applicant: UNIV INNER MONGOLIA SCI & TECH
地址: 014010 内蒙古自治区包头市********(隐藏)
发明(设计)人: 陈世江 王超 郑文翔
Inventor: CHEN SHIJIANG; WANG CHAO; ZHENG WENXIANG
主分类号: G06F17/50(2006.01)I
分类号: G06F17/50(2006.01)I G01B21/30(2006.01)I
  • 法律状态
2017-10-24  实质审查的生效 IPC(主分类):G06F 17/50申请日:20170615
2017-09-22  公开
注:本法律状态信息仅供参考,即时准确的法律状态信息须到国家知识产权局办理专利登记簿副本。
  • 其他信息
主权项  1.一种岩石结构面多重分形参数的计算方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(1)获取岩石试件结构面的三维形貌数据,包括结构面各点的高度信息,所述高度信息 是指该点与结构面内最低点的落差;
(2)测度距q分别取值[-45,45]的整数,重复进行步骤(3)至(8);
(3)尺度变量δ分别取值重复进行步骤(4)至(6);
(4)将结构面划分成δ-1×δ-1个小网格,采用函数rand()生成随机数,判断所生成随机
数的奇偶性,根据随机数的奇偶性选择小网格中三角形的不同划分方案,按照海伦公式计
算每个小网格的面积Ai(δ),其中i=1,2,…,δ-1×δ-1,进而计算结构面的总面积

(5)计算每个小网格的结构面粗糙性概率pi(δ),
(6)计算每个小网格的测度ui(q,δ),进一步计算log(1/δ)以及

(7)按照最小二乘法分别对不同尺度变量δ下的
的数据点对进行
拟合,分别得到拟合函数的斜率,就是测度距为q时多重分形谱参数f(a)和a(q)的值;
(8)根据测度距q对应的f(a)和a(q)值,计算测度距q对应的广义分形维数Dq,其中
q≠1时,
(9)计算结构面多重分形谱特征参数ΔD(q)和Δa(q),ΔD(q)=maxDq-minDq,Δa(q)= maxa(q)-mina(q);
(10)重复上述(2)至(9)步,直至达到抽样次数要求,将抽样数据置入数据处理软件 EXCEL中,利用函数NORMDIST求解累积概率值,通过累积概率值判定抽样结果是否满足3σ法 则即抽样结果落在[μ-3σ,μ+3σ]范围内,若满足,则可给出结构面多重分形参数ΔD(q)和Δ a(q)概率密度分布函数,并将此抽样结果的均值作为所研究结构面多重分形参数的精准计 算值。
公开号  107194114A
公开日  2017-09-22
专利代理机构  北京东方盛凡知识产权代理事务所(普通合伙) 11562
代理人  宋平
颁证日  
优先权  
 
国别 优先权号 优先权日 类型
CN  201710452702  20170615 
国际申请  
国际公布  
进入国家日期  
  • 专利对比文献
类型 阶段 文献号 公开日期 涉及权利要求项 相关页数
SEA  US2012029888A1  20120202  全文 
SEA  CN103926156A  20140716  全文 
SEA  CN105701274A  20160622  全文 
注:不保证该信息的有效性、完整性、准确性,以上信息也不具有任何效力,仅供参考。使用前请另行委托专业机构进一步查核,使用该信息的一切后果由用户自行负责。
X:单独影响权利要求的新颖性或创造性的文件;
Y:与检索报告中其他 Y类文件组合后影响权利要求的创造性的文件;
A:背景技术文件,即反映权利要求的部分技术特征或者有关的现有技术的文件;
R:任何单位或个人在申请日向专利局提交的、属于同样的发明创造的专利或专利申请文件;
P:中间文件,其公开日在申请的申请日与所要求的优先权日之间的文件,或会导致需核实该申请优先权的文件;
E:单独影响权利要求新颖性的抵触申请文件。
  • 期刊对比文献
类型 阶段 期刊文摘名称 作者 标题 涉及权利要求项 相关页数
SEA  《岩土力学》  陈世江 等  基于多重分形特征的岩体结构面剪切强度研究  第703-710、718页 
陈世江 等: "基于多重分形特征的岩体结构面剪切强度研究", 《岩土力学》 
SEA  《Surface Review and Letters》  H.W.Zhou 等  Direct Estimation of the Fractal Dimensions of a Fracture Surface of Rock  第751-762页 
H.W.ZHOU 等: "Direct Estimation of the Fractal Dimensions of a Fracture Surface of Rock", 《SURFACE REVIEW AND LETTERS》 
SEA  《力学学报》  陈世江 等  岩体结构面粗糙度系数定量表征研究进展  第239-256页 
陈世江 等: "岩体结构面粗糙度系数定量表征研究进展", 《力学学报》 
  • 书籍对比文献
类型 阶段 书名 作者 标题 涉及权利要求项 相关页数
  • 附加信息
同族专利
 
引用文献
US2012029888A1CN103926156ACN105701274A
 
被引用文献