基于三维激光扫描的地下洞室危岩体识别与监测技术

发布时间：2021-01-14 19:58

　　采用三维激光扫描技术对白鹤滩左岸地下厂房进行全域扫描建模,定量获取了已掉落块体的空间位置、形状、体积等信息,识别和监控潜在失稳块体,并结合地质力学特性,基于块体空间变形监测结果初步分析了其潜在失稳破坏机理。结果表明三维激光扫描技术可为地下洞室群危岩体的全域无接触识别、监测提供新途径,具有较高的应用价值与广阔前景。 

【文章来源】：水利与建筑工程学报. 2020,18(02)

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

三维激光扫描测量原理件

三维激光扫描通过主动发射激光脉冲信号来完成测量工作,不受环境光照的影响,因此可在黑暗的地下洞室中正常工作,如图2所示。地下洞室一般都是狭长线性结构,受扫描角度限制,需要沿洞轴线布置多个扫描站点,依次扫描。扫描站点间距的设置直接影响扫描数据的质量。扫描间距越小,扫描越精细,点云密度也越高,但是所需扫描时间就越长;反之扫描间距越大,点云就越稀,但过大的扫描间距会导致点云质量大幅下降。这是由于扫描点云精度与激光入射角有关,入射角越大,激光越发散,精度也越低[10]。扫描间距越大,激光入射角越大,则点云密度越低,精度也越差,过稀的点云密度甚至会导致物体表面几何信息的失真。合适的扫描间距是确保扫描质量的关键,研究表明,当最大入射角θmax>65°时,点云误差开始急剧上升[11]。本研究中,根据刘绍堂等[12]的建议,取扫描间距为1倍洞径,这时最大入射角θmax=45°,满足精度要求。

噪点提取及分类

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于三维激光扫描技术的危岩体特征快速识别方法及稳定性评价[J]. 陈爱云,曾唯恐,王哲,瞿晓浩.  水利与建筑工程学报. 2019(06)
[2]基于激光点云的隧道中心线自动提取算法[J]. 王井利,邓伟,张德峰.  沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2019(02)
[3]入射角度对激光点云精度的影响分析[J]. 贾东峰,程效军,刘燕萍,王峰.  工程勘察. 2018(05)
[4]一种隧道整体变形监测方法及其应用[J]. 刘绍堂,刘文锴,周跃寅.  武汉大学学报(信息科学版). 2014(08)
[5]多片点云数据拼接处理技术的研究[J]. 刘尚蔚,朱小超,张永光,魏群.  水利与建筑工程学报. 2014(01)
[6]三维激光扫描技术在高边坡危岩体调查中的应用与讨论[J]. 黄江,石豫川,吉锋,段伟锋.  长江科学院院报. 2013(11)
[7]基于激光扫描的高边坡危岩体识别及锚固方法研究[J]. 刘昌军,张顺福,丁留谦,廖井霞.  岩石力学与工程学报. 2012(10)
[8]激光扫描在阿尔塔什右岸高边坡稳定性分析中的应用[J]. 李万逵.  水利与建筑工程学报. 2011(02)
[9]基于三维激光扫描的滑坡变形监测与数据处理[J]. 徐进军,王海城,罗喻真,王尚庆,严学清.  岩土力学. 2010(07)
[10]危岩体调查及稳定性工程地质分类方法探讨[J]. 刘卫华,黄润秋,裴向军,董秀军,韩祥森.  地下空间与工程学报. 2007(S1)

硕士论文
[1]基于法向量的点云比较用于危岩变形监测研究[D]. 鲁凯翔.长安大学 2016
[2]地下开挖空间岩体工程质量评价及支护方案优化技术研究[D]. 刘文斐.中南大学 2013
[3]三维重建过程中的点云数据配准算法的研究[D]. 袁亮.西安电子科技大学 2010
[4]成功岭隧道洞口段施工方法与支护参数的研究[D]. 陈改霞.西南交通大学 2007



本文编号：2977450