基于数码图像的掌子面岩体结构量化表征方法及工程应用

发布时间：2019-05-14 09:49

【摘要】：以隧道掌子面立体数码摄像为基础,针对隧道开挖、支护两道工序,构建隧道掌子面岩体结构量化表征体系,实现隧道轴向岩体结构及径向岩体结构表征的有效整合。针对具体工程,基于控制点测量、掌子面图像对采集、结构面提取、CAD模型再现四道工序,提出了基于数码摄像的二维掌子面裂隙模型构建方法。以测线法为手段,考虑多条测线的全断面布设方法,以单测线RBI指标为基础,以玫瑰花方位角表征测线位置、玫瑰花半径表征对应方位岩体结构RBI量化值,建立了隧道掌子面岩体结构玫瑰花表征体系,实现了隧道径向岩体结构差异性可视化分析。同时,提出了掌子面结岩体结构综合量化指标(Z-RBI),建立了岩体结构六色分类方法,实现了掌子面岩体结构量化及结构类型划分的可视化集成。最后,采用数理方法,以序列掌子面Z-RBI值为基础,初步构建了隧道轴向岩体完整性预测方法,并进行了工程验证。
[Abstract]:Based on the three-dimensional digital camera of tunnel face, aiming at the two processes of tunnel excavation and support, the quantitative representation system of tunnel face rock mass structure is constructed, and the effective integration of axial rock mass structure and radial rock mass structure representation of tunnel is realized. Aiming at four processes based on control point measurement, palm surface image acquisition, structural plane extraction and CAD model reproduction, a two-dimensional palm surface crack model construction method based on digital camera is proposed. Based on the RBI index of single measuring line, the position of measuring line is represented by rose azimuth angle, and the quantitative value of RBI of corresponding azimuth rock mass structure is represented by rose radius, taking the whole section arrangement method of multiple measuring lines as the means of measuring line method and considering the whole section arrangement method of multiple measuring lines, based on the index of single measuring line, indicating the position of measuring line and the radius of rose. The rose representation system of tunnel face rock mass structure is established, and the visualization analysis of tunnel radial rock mass structure difference is realized. At the same time, the comprehensive quantitative index of rock mass structure (Z-RBI) is put forward, and the six-color classification method of rock mass structure is established, and the visual integration of structural quantification and structural type division of handface rock mass is realized. Finally, based on the Z-RBI value of the sequence palm surface, the integrity prediction method of the tunnel axial rock mass is constructed by using the mathematical method, and the engineering verification is carried out.
【作者单位】： 山东大学岩土与结构工程研究中心;
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2013CB036000) 国家自然科学基金面上基金项目(51479106) 山东省自然科学基金面上项目(2014RE27303)~~
【分类号】：U455

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本文编号：2476619