边坡变形三维实体预测方法的研究
发布时间：2017-08-07 13:36
本文关键词：边坡变形三维实体预测方法的研究
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【摘要】：矿山边坡的主要特点是随着开采的延深其几何形状、荷载和工程地质构造不断演化,如何精准掌握这个演变过程中诱发边坡的稳定状态的发展趋势,是保障安全生产避免灾害发生的前提。本论文以紫金山金铜矿边坡工程为研究对象,基于工程地质与采矿资料及边坡变形三维实体预测理论、物元可拓理论与GIS地理信息技术,通过理论计算、数值模拟分析和滑坡预测等理论方法,对边坡的稳定性现状及其变形发展趋势进行了系统的研究。主要研究成果如下：(1)建立了边坡三维实体变形预测方法。根据矿山边坡变形监测资料、边坡三维实体变形预测理论,建立了紫金边坡三维实体预测模型,编制Matlab程序,通过拟合模型方法求取了相关参数,并对边坡后续变形进行了预测,预测结果的误差分析表明模型预测精度较高,预测结果较为理想。(2)边坡稳定性综合评价方法的研究。以物元可拓理论为基础,综合选取影响边坡稳定性的多个因素,通过层次分析AHP法,赋予权重,求出边坡剖面的边坡稳定性评价等级。同时与数值模拟结果相结合,对应力应变分析图进行判别与区划,为滑坡灾害的防控提供了科学评价。(3)建立了GIS三维可视化分析与评价方法。应用GIS可视化及数据处理技术,建立了紫金矿露天边坡的三维地理数字可视化模型,通过对监测点数据变形采用距离反比插值法,得到整个监测区域的边坡变形图。并进一步实现了边坡稳定性状况的动态实时分析,对不同时间变形及其发展趋势进行直观显示,从而为安全生产和灾变预警提供了科学依据。
【关键词】：GIS技术 边坡变形 三维实体预测 三维可视化 边坡稳定性
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD854.6
【目录】：
- 摘要3-4
- Abstract4-9
- 第一章 绪论9-22
- 1.1 研究背景、目的和意义9-13
- 1.1.1 研究背景9-11
- 1.1.2 研究目的11
- 1.1.3 研究意义11-13
- 1.2 国内外研究现状13-19
- 1.2.1 边坡变形预测理论的研究现状13-15
- 1.2.2 边坡稳定性分析的研究现状15-18
- 1.2.3 GIS技术在边坡工程中的应用现状18-19
- 1.3 研究内容与技术路线19-22
- 1.3.1 研究内容19-20
- 1.3.2 研究技术路线20-22
- 第二章 紫金山金铜矿露天边坡工程地质现状22-28
- 2.1 工程概况与自然地理情况22-24
- 2.1.1 工程概况22
- 2.1.2 自然地理情况22-24
- 2.2 地质特征24-28
- 2.2.1 地质构造与地质特征24-25
- 2.2.2 水文地质条件25-26
- 2.2.3 岩浆活动26
- 2.2.4 岩石蚀变26-28
- 第三章 露天边坡变形预测方法的研究28-68
- 3.1 边坡三维实体变形预测理论28-29
- 3.1.1 基本理论28-29
- 3.1.2 模型精度与预测精度29
- 3.2 基于Matlab三维实体边坡变形模型的建立29-31
- 3.2.1 设计思想29-30
- 3.2.2 模块实现步骤30-31
- 3.3 工程应用31-66
- 3.3.1 边坡变形预测31-46
- 3.3.2 边坡变形误差分析46-54
- 3.3.3 边坡变形速率分析54-66
- 3.4 本章总结66-68
- 第四章 基于GIS技术的边坡三维变形可视化研究68-79
- 4.1 GIS技术基本介绍68-69
- 4.2 基于GIS技术三维地理数字模型的建立69-71
- 4.3 基于GIS技术边坡三维变形可视化模型构建71-78
- 4.3.1 基于GIS技术边坡变形数据库的构建71-73
- 4.3.2 边坡三维变形可视化的实现73-78
- 4.4 本章总结78-79
- 第五章 基于GIS技术的边坡稳定性研究79-90
- 5.1 物元可拓理论79-81
- 5.1.1 基本理论79-80
- 5.1.2 关联度及关联度复合物元80-81
- 5.1.3 综合关联度及综合评价81
- 5.2 层次分析理论81-82
- 5.2.1 基本理论概述81
- 5.2.2 影响因素的权重81-82
- 5.3 基于GIS的边坡区域稳定性等级评价82-84
- 5.4 边坡稳定性的数值模拟研究84-89
- 5.5 本章总结89-90
- 第六章 结论与展望90-92
- 6.1 主要结论90
- 6.2 研究展望90-92
- 参考文献92-99
- 在学期间的研究成果99-100
- 致谢100
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