Matlab建立隨機節(jié)理網(wǎng)絡(luò)的案例分析1巖體節(jié)理分布特征結(jié)合上文對于巖體節(jié)理概率分布的研究和現(xiàn)場地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)，坡體節(jié)理面跡長和傾角的幾何參數(shù)分布規(guī)律如圖5-1至圖5-3，經(jīng)過函數(shù)曲線擬合并根據(jù)皮爾森相關(guān)系數(shù)進行檢驗。（1）J1傾角與跡長概率模型圖5-1J1傾角與跡長概率分布圖通過軟件進行擬合，可以發(fā)現(xiàn)J1傾角基本符合正態(tài)分布規(guī)律，J1跡長基本符合對數(shù)正態(tài)分布規(guī)律，其概率密度分布函數(shù)分別為：ffJ1傾角和J1跡長的擬合曲線的皮爾森相關(guān)系數(shù)的平方分別為0.9340和0.9636，其X與Y相關(guān)性均較好。（2）J2傾角與跡長概率模型圖5-2J2傾角與跡長概率分布圖通過軟件進行擬合，可以發(fā)現(xiàn)J2傾角基本符合對數(shù)正態(tài)分布規(guī)律，J2跡長基本符合正態(tài)分布規(guī)律，其概率密度分布函數(shù)分別為：ffJ2傾角和J2跡長的擬合曲線的皮爾森相關(guān)系數(shù)的平方分別為0.9631和0.9455，其X與Y相關(guān)性均較好。

（3）J3傾角與跡長概率模型圖5-3J3傾角與跡長概率分布圖通過軟件進行擬合，可以發(fā)現(xiàn)J3傾角基本符合對數(shù)正態(tài)分布規(guī)律，J3跡長基本符合正態(tài)分布規(guī)律，其概率密度分布函數(shù)分別為：ffJ3傾角擬合曲線的皮爾森相關(guān)系數(shù)的平方為0.9223，其X與Y相關(guān)性較好。J3跡長擬合曲線的皮爾森相關(guān)系數(shù)的平方為0.0357，其X與Y相關(guān)性較差，其概率密度分布函數(shù)為fx根據(jù)上述曲線擬合得出J1、J2和J3的傾角和跡長概率分布類型及其均值和標(biāo)準(zhǔn)差，見表5-2。表5-2蒙特卡洛模擬巖體結(jié)構(gòu)面幾何特征參數(shù)組數(shù)傾角/°跡長/m間距/m均值標(biāo)準(zhǔn)差分布類型均值標(biāo)準(zhǔn)差分布類型均值175.185.95正態(tài)11.323.68對數(shù)正態(tài)1.69232.786.30對數(shù)正態(tài)4.551.38正態(tài)0.77349.927.07對數(shù)正態(tài)6.942.87平均2.262隨機節(jié)理邊坡模型在Matlab中的實現(xiàn)根據(jù)第三章測線法實地勘察節(jié)理數(shù)據(jù)并經(jīng)過概率模型擬合得知，上木江坪邊坡的節(jié)理裂隙是按照一定概率模型隨機分布的，為了實現(xiàn)二維隨機節(jié)理網(wǎng)絡(luò)的模擬，在Matlab編程中做出以下幾個設(shè)定：（1）本文根據(jù)UDEC軟件的模型要求，將節(jié)理裂隙模擬為二維平面，以線段來模擬節(jié)理裂隙，以傾角來表示節(jié)理裂隙產(chǎn)狀。（2）節(jié)理線段由以下3個數(shù)據(jù)描述：節(jié)理線段中點坐標(biāo)x0,yx=（3）模擬節(jié)理裂隙的中點分布在生成域內(nèi)服從均勻分布，從而推算出節(jié)理裂隙的條數(shù)為節(jié)理生成域的面積除以節(jié)理平均間距。為了使生成節(jié)理程序和模型能在UDEC程序中運行，需要生成每條節(jié)理的起始和終點坐標(biāo)，以滿足“crack”命令的條件。上木江坪邊坡具有3組優(yōu)勢節(jié)理，將該程序進行3次模擬，即可得到n組優(yōu)勢節(jié)理組成的隨機節(jié)理網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)5.2統(tǒng)計并計算各節(jié)理參數(shù)得出的概率分布型，生成節(jié)理中點坐標(biāo)、跡長和傾角的隨機數(shù)。由此即可得知每條節(jié)理在生成域中的起點和終點坐標(biāo)，由此可在生成域內(nèi)描繪出每一條節(jié)理。運用Matlab軟件生成隨機節(jié)理邊坡模型的過程如下：第一步，生成域參數(shù)設(shè)置編程：輸入生成生成域的長和寬，確定生成域的面積；第二步，節(jié)理幾何參數(shù)模擬編程：輸入某組節(jié)理間距均值，取其均值，并且假設(shè)節(jié)理中心點呈均勻分布，以確定生成域內(nèi)的節(jié)理條數(shù)；接下來輸入節(jié)理跡長和傾角參數(shù)，首先輸入跡長和傾角的概率分布類型（正態(tài)分布、對數(shù)正態(tài)分布、負指數(shù)分布、均勻分布），再輸入該概率分布類型下的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，然后得到某組節(jié)理在此概率分布類型下生成的隨機節(jié)理，即節(jié)理線段的起點和終點坐標(biāo)；第三步，節(jié)理坐標(biāo)提取及矩陣生成通過蒙特卡洛隨機模擬得到某組節(jié)理中心點服從均勻分布的坐標(biāo)，將得到的中心點坐標(biāo)編輯成節(jié)理中心點矩陣，然后將第三步生成的節(jié)理幾何參數(shù)即跡長和傾角賦予節(jié)理中心點矩陣，即生成了一個含有每條節(jié)理起始和終點坐標(biāo)的隨機節(jié)理矩陣；第四步，繪圖并保存圖像：將每組節(jié)理按照以上步驟輸入?yún)?shù)并計算，輸入完三組節(jié)理后，按得到的坐標(biāo)矩陣繪圖，得到隨機節(jié)理模型，如圖5-4所示；圖5-4Matlab隨機結(jié)構(gòu)面模擬第五步，形成邊坡模型：根據(jù)邊坡高程數(shù)據(jù)生成邊坡模型，將矩形生成域按照邊坡擬建鐵路隧道入口處剖面切割，剖面線ab如圖5-5（a）所示，邊坡模型高60m，寬60m。將上述節(jié)理數(shù)據(jù)輸入UDEC程序，由于UDEC程序計算時認為邊坡沿著貫通的裂隙破壞，所以運用“jdelete”刪除多余部分節(jié)理，使得只有貫通巖體的裂隙保留在模型中，而未貫