Computer Evaluation of Asperity Topology of Rock Joints

Abstract

Grounds beneath large civil engineering structures (bridges, dams, tunnels) that are established in the terrain of rock discontinuities represent a risk of mechanical failure. The surface topology of joint surfaces strongly influences shear strength of these discontinuities. It is the asperities that mainly determine the surface topologies and the asperities are characterized by the so-called joint roughness coefficients. In geotechnical practice the joint roughness coefficients are often evaluated visually using ten standard two-dimensional profiles. The visual assessment is rather a subjective procedure but it may be replaced by a computer procedure. The present paper deals with a computerized assessment of joint roughness coefficients. For this purpose the Fourier formalism is employed and works as an expert system recognizing surface topologies.

Podloží pod velkými inženýrskými stavbami (mosty, přehrady, tunely), které jsou usazené v terénu s horninovými diskontinuitami, představují riziko mechanického selhání. Povrchová topologie horninových spojů silně ovlivňuje smykové pevnosti těchto diskontinuit. Jsou to především asperity, které hlavně určují povrchovou topologii a tyto asperity jsou charakterizovány tzv. spojovými drsnostními koeficienty. V geotechnické praxi jsou spojové drsnostní koeficienty často určovány vizuálně pomocí standardních dvoudimenzionálních profilů. Vizuální posouzení je poněkud subjektivní postup, ale může být nahrazeno počítačovou procedůrou. Tato práce se zabývá počítačovým oceňováním spojových drsnostních keoficientů. Pro tento účel je použit Fourierův formalismus, který funguje jako expertní systém k rozpoznávání povrchové topologie.