岩体结构面的优势产状是进行岩体工程研究与分析的基础,传统的玫瑰花图、极点等密度图等方法精度差,其结果往往只是给出优势组数。为了准确地给出结构面的优势产状,本文采用改进的快速聚类分析方法,将结构面产状表示为空间单位上半球体球面上的点,通过构造密度函数求取各数据点加权值对结构面产状进行分类判定。同时,将该方法应用于某矿山运输公路边坡优势结构面的统计分析之中。结果表明采用该方法分析结果可靠,分类合理,能准确得出优势结构面产状,能有效消除孤立点对聚类结果的不利影响。
Abstract
Dominant attitudes of structural plane in rock mass are fundamental to the research and analysis of geotechnical engineering. Conventional rose diagram and pole isodense diagram are of poor accuracy, just with results of the number of dominant groups. In order to accurately obtain the dominant attitudes of structural plane, we proposed an improved fast clustering analysis method to turn structural plane attitudes into points on hemisphere surface of the unit space. According to structure density functions, we calculated the weighted values of every data point and classified the attitudes of structural planes. Furthermore, we applied the method to the statistical analysis of dominant structural plane of a slope near a mine transportation road. Results show that this method is reliable and reasonable. We can use it to determine the dominant attitudes of structural plane, and effectively avoid adverse effect of isolated points on the clustering result.
关键词
岩体结构面 /
优势产状 /
快速聚类分析 /
密度函数 /
统计分析
Key words
structural plane of rock mass /
dominant attitude /
fast clustering analysis /
density function /
statistical analysis
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参考文献
[1] 范 雷, 王亮清, 唐辉明. 节理岩体结构面产状的动态聚类分析. 岩土力学, 2007, 28(11): 2405-2408.
李继明. 岩体结构面产状改进的 K 均值聚类分析. 长江科学院院报, 2012, 29(9): 49-52.
张 奇, 王 清, 阙金声,等. 基于凝聚层次聚类分析法的岩体随机结构面产状优势分组. 岩土工程学报, 2014, 36(8): 1432-1437.DOI:10.11779/CJGE201408008.
王渭明, 李先炜. 裂隙岩体优势结构面产状反演. 岩石力学与工程学报, 2004, 23(11): 1832-1835.
陈剑平, 石丙飞, 王 清. 工程岩体随机结构面优势方向的表示法初探. 岩石力学与工程学报, 2005, 24(2): 241-245.
吴晓蓉. K-均值聚类算法初始中心选取相关问题的研究.长沙:湖南大学, 2008. DOI:10.7666/d.y1260000.
郑 超, 苗夺谦, 王睿智. 基于密度加权的粗糙K-均值聚类改进算法. 计算机科学, 2009, 36(3):220-222.DOI:10.3969/j.issn.1002-137X.2009.03.060.
傅德胜, 周 辰. 基于密度的改进K均值算法及实现. 计算机应用, 2011, 31(2):432-434. DOI:10.3724/SP.J.1087.2011.00432.
基金
国家自然科学基金项目(41172281);国家科技部973项目(2011CB710604);中央高校基本科研业务费专项资金项目(摇篮人才计划CUGL100413,特色学科团队CUG090104)