岩体结构面产状改进的K均值聚类分析

李继明

（义乌工商职业技术学院，浙江义乌 322000）

岩体结构面产状改进的K均值聚类分析

李继明

（义乌工商职业技术学院，浙江义乌 322000）

岩体结构面产状的优势分组是进行岩体工程稳定性评价的基础，极点等密度图、走向玫瑰花图等传统方法比较粗糙，只能给出优势组数，无法准确地给出每一组结构面的优势产状。为弥补传统方法的缺点，采用改进的K均值聚类算法，以结构面的单位法向量表示其产状，以结构面之间所夹锐角对结构面产状进行分类判定。将该方法应用于某采石场岩质边坡结构面优势产状的分析中，结果表明：采用改进的K均值聚类分析方法结果可靠，分类合理，可以准确确定结构面的优势产状。

岩体；结构面产状；优势分组；K均值聚类

1 研究背景

岩体中广泛地存在结构面，结构面的产状、密度及其组合规律对岩体的力学及水力学性质起着关键性的作用。要确保岩体工程的稳定性，首先要研究岩体结构面的分布规律，其基础性工作就是进行岩体的结构面统计，把统计的结构面按产状进行优势分组。

工程中最传统也是最常用的结构面优势分组方法是：画极点等密度图或走向玫瑰花图。其优点在于方法简便，可直观的判断优势组数；其缺点在于无法准确地确定优势产状，并且该方法具有很强的主观性，分组结果往往因各人的专业素养、经验的差异而不同［1］。Shanley和Mahtab［2］首次提出了结构面优势分组的客观聚类算法，该方法的难点在于确定寻找密度点时合理的小球半径。……