不連続性岩盤のモデル化とその利用システムの構築に関する基礎的研究

间断岩体建模及利用体系构建基础研究

• 批准号: 62550361
• 负责人: 木村 亮
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1987
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1987 至 1988
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-62550361/
• 关键词: 不連続性岩盤; 亀裂; 節理; ブロック理論; ラフネス; 画像解析; フラクタル

岩盤の力学特性ならびに水理学特性が岩盤内に存在する不連続面に強く影響されることは, よく知られているが, これらをいかに計測し, 数理モデルとしてどのように表現し, それをいかに岩盤構造物の設計に生かすかを総合的にシステム化する方策を検討することが本研究の目的である.まず, 不連続面の計測には写真撮影とビデオ撮影が試みられた. この結果は既存の画像処理装置を用いて定量的評価を行った. ここでは不連続面の長さ, 方向, 開口巾およびその荒さ(ラフネス)の評価を試みた. このラフネスの指標としてはフラクタル理論を適用して, その一般化を計った. また, ビデオ情報から不連続面の情報を離散化し, パソコンにより自動識別できるようにアルゴリズムを構築した. ここでは, 地表面もしくは切端面に現れた不連続面(亀裂)を有限な線分として直線近似し, その方向と長さを識別している. また, 各亀裂の交点も自動的に記録できる. ただし, 今回の研究では三次元の不連続面画像処理システムを構築するまでには至らなかった.上記のように取得された不連続面の情報を工学的に利用するために, ブロック理論の適用が試みられた. これは, 取得された不連続面のパターンから抜出し可能な岩体ブロック(キーブロック)が存在するかをチェックするものであり, 必要であればその最適支保の方向および力を推定するものである. 今回はパソコン内で限られた領域に対してのみの検討ではあったが, 大型計算機を用いることにより, かなり大模な解析を行うこと可能である.さらに, 不連続岩盤モデルとして, 円盤亀裂モデルを導入し, 露頭面に現れた亀裂により, 岩盤内部で独立な岩体ブロックを形成する確率を計算し, それらブロックの抜出し易さについての検討を行った. これらの手法は, 三次元画像解析手法の開発とともに, その利用度を増すはずである.

众所周知，岩石的机械性能和液压性能受到岩石中存在的不连续表面的强烈影响，但是这项研究的目的是考虑一种综合的系统方法来测量这些方法，将其表示为数学模型，以及如何在岩石结构的设计中使用它们。首先，摄影和视频拍摄试图测量不连续的表面。使用现有的图像处理设备对此结果进行了定量评估。在这里，我们试图评估不连续表面的长度，方向，开口宽度和粗糙度。我们将分形理论作为粗糙度的指标来衡量这些理论。此外，构建了一种算法来从视频信息中离散不连续的表面信息，并通过计算机自动识别它们。在这里，我们不连续的表面（裂纹）出现在地面上或端表面线性近似为有限线段，并确定了它们的方向和长度。另外，可以自动记录每个裂纹的交点。但是，在这项研究中，我们尚未能够构建三维不连续的图像处理系统。为了在上述不连续的表面上设计信息，尝试了块理论的应用。这是为了检查是否有可以从不连续表面的模式中提取的岩石块（钥匙块），并在必要时估计其最佳支撑的方向和力。尽管这只是对计算机内有限区域的研究，但可以使用大型计算机进行相当大的分析。此外，计算出一个不连续的岩石模型引入了圆盘裂纹模型，并且计算了由于出现在露头表面上出现的裂纹而形成独立岩石块的概率，我们研究了这些块的易于提取。这些方法应随着三维图像分析方法的开发而增加其利用率。

项目成果

大西有三, 堀田政國, 大谷司郎: 第22回土質工学研究発表講演習.

Yuzo Onishi、Masakuni Hotta、Shiro Otani：第 22 届土壤工程研究演示讲座研究。

池川洋二郎, 大西有三, 堀田政國: 第22回土質工学研究発表講演習.

Yojiro Ikekawa、Yuzo Onishi、Masakuni Hotta：第 22 届土壤工程研究演示讲座。