地质结构面分组的聚类方法及EXCEL实现.pdfVIP

西北水电·2007年·第4期 文章编号：1006--2610(2007 地质结构面分组的聚类方法及EXCEL实现 王明疆 (中国水电顾问集团西北勘测设计研究院，西安 710065) 摘 要：对地质结构面几何特性统计分析的主要方法进行了比较，提出了一种聚类算法，依托EXCEL及其VBA功 能，提出了一个可高效解决结构面统计分析工作的计算模板，并通过地下洞室设计实例做了说明。 关键词：地质；结构面；统计分析；聚类法；VBA 中图分类号：P64；TP391．13 文献标识码：A Clustering algorithm of geological structural plane in groups and its realization of EXCEL WANG Ming—jiang (Northwest Hydro Consulting Engineers，CHECC，Xihn 7 10065，China) Abstract：Main statistical analytic methods ale compared concerning geometric property of geological structural lane，and a clustering,ago- rithm is brought up on the basis of EXCEL and its VBA function．A calculating fonnwork is advanced to deal with structural lane， tll a high efficient analytic method，and design examples of underground cavern are illustrated． Key Words：geology；structural plane；clustering procedure；VBA 成果是唯一的，且各组之间具有明确的顺序关系，这 1 地质结构面的统计分析及常见方法 对确定优势方向非常有益。同时，利用程序可方便 岩体中的结构面是影响岩体稳定的一个极为重 地获取不同分组标准下的分组成果，便于进行分组 要的因素。结构面的几何特征可由5个参数确定： 标准的敏感性分析，这对于提高统计分析成果的可 形态、产状、延展度、分布密度和张开度。实际结构 靠性无疑具有重要意义。 面不仅形态各异，性质也不一样，但为分析其发育的 因此，和极点图法相比，聚类法分组标准明确， 规律性，常把具有某些共同特征的结构面归类、概 可最大限度地减少分组过程中的人为因素影响，工 化，如按裂隙性质、产状等进行分组等统计分析。 作效率和成果可靠性均比较高，值得推广应用。 工程中最为常用的是按结构面产状进行分组， 2 聚类法的原理和算法 进而确定优势方位。研究区域内的结构面产状经概 化后，既可充分反映其发育规律，又便于在工程设计 在对给定区域内的n个结构面进行几何统计分 中应用。结构面产状统计分析常见的方法有极点图 析时，通常假定结构面的形态为平面，结构面的产状 法和聚类法。 可用倾向、倾角2个参数完全确定，为便于分析，还 极点图法目前较为常用，一般做法是：先用 可进一步简化，仅用面的法向矢量n 就可完全确定 DIPS等辅助程序绘制极点图、等密度图，再根据各 其产状。因此，在聚类法中，每个结构面均用其向上 区域的密度分布差异，手工确定各组范围，并统计出 的单位法向矢量 代表，且各 均通过坐标原点