基于变维分形的公路隧道围岩空间分布特征探讨

公路隧道围岩是由地质环境的多种因素共同作用的结果,且因子之间往往存在叠加效应与耦合作用,它们共同推动了隧道围岩的演化与发展,进而控制着不同围岩级别的空间分布。文章以滇西保泸高速公路老营特长隧道为例,基于分形理论,运用变维分形方法,对隧道围岩与地质环境影响因子的关系进行了量化分析。研究结果表明:隧道围岩分布与断层、水系、地层岩性的因子间均呈现变维分形特征,且均呈2阶累计和分形分布;断层与Ⅴ类围岩的分维值最大,D_2=1.499 6,断层对隧道Ⅴ类围岩分布的控制最为复杂,影响程度最大;Ⅳ类围岩分布对水系特征最敏感,D_2=1.492 3;地层岩性对Ⅲ类围岩分布的贡献最大,D_2=1.464 4。总之,累计和变换分形的阶数及分维值的大小,能够从分形角度反映出不同围岩级别对地质环境各影响因素的敏感程度,为深入研究隧道围岩的空间分布特征提供了思路。