[发明专利]一种基于分层概率抽样的小尺寸岩石模型结构面试样代表性取样方法

摘要

一种基于分层概率抽样的小尺寸岩石模型结构面试样代表性取样方法，包括以下步骤：（1）原岩结构面试样起伏幅度的定向统计测量，由公式分别计算该尺度各个测段的粗糙度系数特征值JRC和统计均值（2）根据四分位法计算得到P_0-25、P_25-75、P_75-100三个区间的JRC统计均值和方差（3）设取样样本的均值与总体的均值相对允许误差为γ，置信度为95%。将以上计算的数据代入分层取样公式求得总样本量，然后按照层权分别为W_0-25＝1/4，W_25-75＝1/2，W_75-100＝1/4确定各层的样本量。本发明有效满足岩石模型结构面抗剪强度尺寸效应统计精度要求、提高试验统计精度。

主权项

1.一种基于分层概率抽样的小尺寸岩石模型结构面试样代表性取样方法，其特征在于：所述取样方法包括以下步骤：（1）在所选取的原岩结构面试样上标定试验方向，根据标定的方向，对原岩结构面试样进行起伏幅度的定向统计测量，求得该小尺度的各个测段的起伏幅度R_y，由公式分别计算该尺度各个测段的粗糙度系数特征值JRC，再计算每个测段的粗糙度系数特征值JRC统计均值式中，R_y为表面轮廓曲线起伏幅度，JRC_n和D_n为取样长度L_n的粗糙度系数和分维数；（2）根据四分位法计算得到P_0-25、P_25-75、P_75-100三个区间的JRC统计均值和方差上述的下标为四分位法中的数字排列区间，其中0-25表示为该样本中所有数值由小到大排列后第0至第25%的区间，记为P_0-25；25-50表示为该样本中所有数值由小到大排列后第25%至第50%的区间，记为P_25-50；50-75表示为该样本中所有数值由小到大排列后第50%至第75%的区间，记为P_50-75；75-100表示为该样本中所有数值由小到大排列后第75%至第100%的区间，记为P_75-100；（3）设取样样本的均值与总体的均值相对允许误差为γ，置信度为95%，将以上计算的数据代入分层取样公式求得总样本量，然后按照层权分别为W_0-25＝1/4，W_25-75＝1/2，W_75-100＝1/4确定各层的样本量，式中：V为的方差值为总体均值的简单估计量；当估计精度以误差限的形式给出，则Δ为绝对允许误差，γ为相对允许误差；S²为总体方差，N总体数量，h为层号，W_h为层权，W_h＝N_h/N，N_h为第h层单位数。