裂隙間距是指山體或者岩石縫隙的寬度，他是影響礦山開採和工程建設的安全問題的重要因素之一。裂隙間距小則表示穩定性強，不容易發生斷裂、滑坡、對地震等地質災害也有一定的抵抗能力，反之，則相反。
基本介紹
- 中文名：裂隙間距
- 外文名：Fracture spacing
- 含義：所屬現代詞
- 代指 ：山體或者岩石縫隙的寬度
- 意義 ：影響礦山開採的安全問題
- 學科：冶金工程
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簡介
岩體中的裂隙間距、頻率和岩石質量指標是表征裂隙密度的參數，用以描述裂原發育的“強烈程度刀或工程岩體的“破裂程度”。它們直接影響著工程岩體的強度(例如單位炸藥體積強度、剪下強度)、潛在破壞模式、變形特性和滲透特性。因此，必須在工程設計之前，對它們的影響程度作出定量的評價。
以往有關的大多數研究成果，都基於這樣的假定，即裂隙作用的地質過程使裂隙沿掃描線隨機定位，且其位置相互獨立，故而採用隨機方法估計裂隙間距和岩石質量指標對岩體強度的影響。工程實踐表明，在岩性變化簡單、構造擾動較小的地質環境，這種方法可得到成功套用。然而，工程實踐中也發現，在許多工程場地，裂隙分布很不均勻，往往高頻率的短間距值出現在群集內，而低頻率的長間距值出現在群集之間。裂隙間距的空間變化性明顯反映出裂隙作用過程的重疊性和尺度不變性。可以認為，裂隙分布系統是一個有序與無序、確定性與隨機性、均勻性與不均勻性、自相似性與非自相似性統一的分形系統。因此，可以用分形所揭示的特徵量，即分形維數來刻畫裂隙分布的內部不均勻性、層次結構性和整體數量特徵。
裂隙間距的分形模型
裂隙面與任意方向掃描線相交，實際上是沿掃描線構成一個規則或不規則定位的點序列。裂隙間距是沿掃描線量測的相鄰點對的距離。在裂隙形成的地質過程中，往往首先以較大的間距產生持續性較大的裂隙，隨之，相間地以較小的間距產生持續性較小的裂隙，前者分布相對比較寬疏、均勻，後者分布相對比較密集、不均勻。這樣分布的裂隙，其間距點在掃描線上的分布形式住往表現出部分形狀與總體形狀的統計相似，這種特性叫做自相似性或尺度不變性，因此，可以在一定尺度範圍內採用分形分析。
在分形理論中，Cantor集是疊代過程自相似的典型模型，高級疊代階段點序列的局部成為低級疊代階段點序列的按比例縮型。裂隙間距的這種自相似隨機形狀，恰適於用自相似的Cantor集模型來描述，用唯一參數分形維數來表征。
裂隙間距的分形特徵
裂隙間距的現場測量，就是記錄掃描線上長度≥0.5cm的間距值。為了在同等條件下進行D與RQD相關分析，則以等長度2m為準計算RQD。
通過掃描線測量間距值的相對累積頻率可以看出，在較小值處保持較好的線性度，因此，如此測定的分形維數是針對一定範圍而言的。分形維數分析表明，裂隙間距的空間分布顯示出多重尺度的分形結構，為不均勻分形系統。換言之，在裂隙群集內有群集。分形譜表明裂隙組間的裂隙作用。
確定裂隙狀岩體內裂隙密度的橫向變化的目的，是為疏乾裂隙水而設計高效水平疏乾孔。 當岩體經受多重裂隙作用時，由於先前裂隙的存在，局部構造應力場的複雜變化可能引起裂隙作用的不均勻性。岩石力學性質變化在很大程度上決定於岩體內不均勻且局限的節理。
總結
岩體中裂隙的分布可能是很不規則的。我們採用通常的統計方法對其定量可能發現二個具有相同均值的分布具有不同的分形維數。分形幾何的概念則可能使複雜的分布定量。特別是廣義維數的引入，能取不同值的高次分形維數越多，就越便於將相似的集合區分開來。
據現場實測裂隙間距值求得的分形維數與岩石質量指標的經驗相關性表明，在一定掃描線長度下，因此，較堅硬的裂隙岩體可能具有較低的分形維數，反之亦然。
