结构面粗糙度统计测量最小样本数确定方法

作者：侯钦宽; 雍睿^*; 杜时贵; 徐敏娜; 曹泽敏

来源：岩土力学, 2020, 41(04): 1259-1269.

DOI：10.16285/j.rsm.2019.0788

• 结构面粗糙度系数
• 级比分析
• 简单随机抽样原理
• 最小样本数

由于结构面粗糙度具有各质异性、各向异性、非均一性和尺寸效应等特征,结构面粗糙度系数(JRC)取值具有不确定性,工程中广泛采用统计方法来分析结构面粗糙度性质,然而以往研究往往忽略样本数不足对统计结果的影响。针对结构面粗糙度统计测量时无法确定合理样本数的问题,分别提出基于变异系数级比分析及简单随机抽样原理的最小样本数确定方法。以实际工程岩体结构面表面数据为研究对象,对比分析两种方法在系列尺寸下确定的统计测量最小样本数。实例分析表明:小尺寸样本的变异系数(CV)值明显大于大尺寸样本,且CV值随取样尺寸的增大而减小,取样尺寸为10～50cm的CV值基本稳定在0.31～0.47之间,取样尺寸为60～100cm的CV值基本稳定在0.21～0.31之间;最小样本数与取样尺寸基本满足幂函数关系,且最小样本数随取样尺寸的增大而减少;系列尺寸下级比分析方法在允许误差为±2%时确定的最小样本数与简单随机抽样原理在最大允许误差为10%、置信度为95%时计算的最小样本数是一致的,相似度大于0.997。该研究方法可为工程岩体中定量获取结构面粗糙度统计测量最小样本数提供依据,保证了JRC(结构面粗糙度系数)统计测量结果的准确性,对工程岩体稳定性评价中结构面力学参数的准确获取具有重要意义。

• 单位
  绍兴文理学院; 土木工程学院