隧道揭露围岩岩体结构探测与分析方法及工程应用

发布时间：2020-04-26 01:28

【摘要】：隧道揭露围岩岩体结构的有效获取与准确分析是隧道及地下工程安全施工的前提,但针对岩体结构信息的获取、识别与分析目前尚无成熟的理论与方法。传统岩体结构信息获取方法如地质罗盘法,面临获取数据不全面、耗时、失真的问题;新兴的摄影测量、激光扫描等方法,面临隧道环境适应性差的难题。目前岩体结构信息自动识别方法仅围绕二维信息进行,无法直接进行三维产状分析,而结构面拓延规模也基本假定为无限延伸。在岩体结构信息分析方面,缺乏复杂形状块体稳定性分析的理论与方法。针对以上问题,提出优化及解决方法,并进行工程现场应用,为隧道及地下工程的安全施工提供强有力的保障。(1)设计了隧道环境模拟试验系统,开展水汽-粉尘非直接耦合条件下激光衰减特性及图像解析度衰减特性模拟试验,研究了不同粉尘浓度、湿度环境下激光衰减性与成像效果,提出了隧道复杂环境三维激光扫描、摄影测量参数设置方案,增强两类信息采集方法的隧道环境适应性。(2)针对岩体结构信息获取难题,研发基于真彩点云的隧道岩体结构自动探测装备,自主研发针对隧道施工路况的高机动性行进系统、基于真彩点云的数据自动化采集系统、远程控制及数据传输系统,使装备具备智能行进、自动探测、远程控制及远程数据传输等功能,实现岩体结构信息的无人、高效、准确的获取。(3)针对岩体结构信息识别与分析难题,通过研究二维岩体结构特征自动识别方法,建立影像数据与三维激光点云数据融合的岩体结构信息模型,据此提出岩体结构三维特征识别方法;分析结构面拓延规模与揭露的结构面迹线的关系,建立结构面全迹长与直径概率关系模型,提出岩体结构信息的自动识别与规模预测方法,;研究基于三维数字模型结构面产状提取方法:提出基于三维激光点云数据的复杂形状块体稳定性分析方法,建立不稳定块体失稳模式快速判别方法,实现复杂形状块体稳定性快速分析。研究岩体结构稳定性分析算法,开发GeologyPlane V2.1岩体结构分析程序。
【图文】：

逡逑２．１．１环境模拟模块逡逑环境模拟模块如图２．１所示，由密封装置，扬尘装置，监测装置三部分构成。逡逑密封装置制造了一个透明可控的封闭环境，扬尘装置实现粉尘颗粒及水汽的内逡逑部循环，解决了隧道环境模拟问题。而监测装置，实现了密封环境内粉尘浓度、逡逑湿度、光照强度的实时监测，通过控制进料量，可以实现环境参数的有效调控。逡逑ｍ逡逑图２．１环境模拟试验系统逡逑９逡逑

逡逑２．１．１环境模拟模块逡逑环境模拟模块如图２．１所示，由密封装置，扬尘装置，监测装置三部分构成。逡逑密封装置制造了一个透明可控的封闭环境，，扬尘装置实现粉尘颗粒及水汽的内逡逑部循环，解决了隧道环境模拟问题。而监测装置，实现了密封环境内粉尘浓度、逡逑湿度、光照强度的实时监测，通过控制进料量，可以实现环境参数的有效调控。逡逑ｍ逡逑图２．１环境模拟试验系统逡逑９逡逑
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U452.12

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本文编号：2640919