[发明专利]实现高精度产状分布估计的最小交角和样本容量预测方法

权利要求书

1.一种实现高精度产状分布估计的最小交角和样本容量预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，对岩体中的节理进行取样，测量节理的产状，得到一维节理产状实测样本；同时测量用于取样节理的测线或钻孔的倾伏向和倾伏角；

S2，统计一维节理产状实测样本的容量，然后利用S1中一维节理产状实测样本和一维节理产状实测样本的容量计算得到一维节理产状实测样本的Fisher常量，同时计算得到测线或钻孔与优势节理的夹角；

S3，利用一维节理产状实测样本的容量、Fisher常量计算得到能够实现高精度三维节理产状分布估计的最小交角；利用一维节理产状实测样本的Fisher常量、测线或钻孔与优势节理的夹角计算得到能够实现高精度三维节理产状分布估计的最小样本容量。

2.根据权利要求1所述的实现高精度产状分布估计的最小交角和样本容量预测方法，其特征在于，步骤S1中，对于岩体露头面上的节理的取样过程为：在露头面的平整部分布设一条测线或多条方向一致的测线，采用机械地质罗盘或电子地质罗盘测量与测线相交的节理的产状，从而获得一维节理产状实测样本；同时，采用地质罗盘测量测线的倾伏向和倾伏角。

3.根据权利要求1所述的实现高精度产状分布估计的最小交角和样本容量预测方法，其特征在于，步骤S1中，对于岩体钻孔处的节理的取样过程为：在钻孔处的平直段拍摄节理图像，然后对图像进行处理得到节理的产状，进而得到一维节理产状实测样本；同时，测量钻孔的倾伏向和倾伏角。

4.根据权利要求1所述的实现高精度产状分布估计的最小交角和样本容量预测方法，其特征在于，骤S2中，一维节理产状实测样本的Fisher常量的计算公式为：

式中，κ为Fisher常量，n为一维节理产状实测样本的容量，α_i为第i个实测节理的倾向，β_i为第i个实测节理的倾角。

5.根据权利要求1所述的实现高精度产状分布估计的最小交角和样本容量预测方法，其特征在于，步骤S2中，测线或钻孔与优势节理的夹角的计算过程为：

步骤S201，计算优势节理的产状，优势节理的产状包括平均倾向和平均倾角，平均倾向的计算公式为：

平均倾角的计算公式为：

式中，为平均倾向，为平均倾角，n为一维节理产状实测样本的容量，α_i为第i个实测节理的倾向，β_i为第i个实测节理的倾角；

步骤S202，利用平均倾向、平均倾角和测线或钻孔的倾伏向、倾伏角计算测线或钻孔与优势节理的夹角，夹角的计算公式为：

式中，θ为测线或钻孔与优势节理的夹角，ψ为测线或钻孔的倾伏向，ζ为测线或钻孔的倾伏角。

6.根据权利要求1所述的实现高精度产状分布估计的最小交角和样本容量预测方法，其特征在于，步骤S3中，能够实现高精度三维节理产状分布估计的最小交角的计算公式为：

式中，Minimumθ'为能够实现高精度三维节理产状分布估计的最小交角，κ为Fisher常量，n为一维节理产状实测样本的容量；

能够实现高精度三维节理产状分布估计的最小样本容量的计算公式为：

式中，Minimum n'为能够实现高精度三维节理产状分布估计的最小样本容量，κ为Fisher常量，θ为测线或钻孔与优势节理的夹角。