基于三维激光扫描技术的危岩稳定性信息化研究

发布时间：2017-05-05 22:16

  本文关键词：基于三维激光扫描技术的危岩稳定性信息化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：西南地区构造活动强烈，自然地质作用发育，高边坡环境多数较为恶劣，复杂岩体中高边坡稳定性成为当今地质工作者的研究热点。高边坡危岩体传统调查难度大，危险性高，三维激光扫描技术的高效率、高精度、远距离非接触测量等优势弥补了传统地质勘察方法的缺点。本文通过多个水电站高边坡危岩体三维数据的现场采集，总结出三维与二维技术相结合的危岩识别定位新方法；并对影响危岩稳定性因素分析，归类出获取困难影响因子，主要包括危岩边界条件、几何尺寸和主控结构面强度参数等。基于三维激光扫描技术对危岩边界条件和几何尺寸等定量参数获取进行了应用，结果表明该项技术具有高效、准确、安全和经济等优势；结合3D打印技术对危岩结构面强度参数进行了研究，通过室内物理模型实验结果,提出结构面三维抗剪强度JRC3D-JCS3D修正公式。对三维数据处理软件Polyworks软件进行二次编程，开发了危岩稳定性信息化管理系统，从设计思路到数据库设计，详细阐述了开发过程，并介绍了软件各模块功能；最后将危岩稳定性信息化管理系统应用于工程实践，通过数值模拟和定性评价结果与该系统计算结果进行对比分析，最终得出新开发危岩稳定性信息化管理系统对此类工程地质条件下发育的危岩评价具有较好的适用性。在研究中主要取得了以下成果： （1）通过对多个水电站高边坡危岩体三维激光数据的采集分析，总结三维激光扫描技术在危岩调查中的工作路线，提出了三维与二维技术相结合的危岩识别定位新思路； （2）通过大量危岩野外调查经验及文献查阅，对影响危岩稳定性因素进行分析，归类出获取困难危岩稳定性影响因子，主要包括危岩边界条件、几何尺寸和主控结构面强度参数等； （3）基于三维激光扫描技术对危岩边界条件、几何尺寸、迹长、坐标定位等定量因素进行了获取应用，结果表明该项技术在采集难获取因子方面具有高效、安全和经济等优势； （4）结合3D打印技术和三维激光扫描技术对结构面强度参数进行研究，通过室内物理模拟实验，提出了JRC3D-JCS3D经验修正公式，结合危岩结构面三维数据可实现对结构面强度参数的获取。 （5）对三维数据处理软件Polyworks进行二次编程，开发了危岩稳定性信息化管理系统，介绍了软件的设计思路和编程代码，并对系统功能进行了较详细的阐述，该系统具有简单、方便和快捷等优势。 （6）将危岩稳定性信息化管理系统应用于西南某水电站闸址边坡典型危岩分析，通过定性评价和数值模拟结果与该系统计算结果对比分析，，表明危岩稳定性信息化管理系统具有较好的适用性。
【关键词】：危岩体 三维激光扫描技术 3D打印技术 稳定性 信息化管理系统
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P642.2
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 前言10-21
• 1.1 选题依据及研究意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-17
• 1.2.1 危岩体定量数据采集研究现状12-15
• 1.2.2 危岩体结构面强度参数研究现状15-16
• 1.2.3 危岩体信息化研究现状16-17
• 1.3 主要研究内容和研究技术路线17-21
• 1.3.1 主要研究内容17-18
• 1.3.2 研究思路和技术路线18-21
• 第2章 危岩失稳模式及稳定性影响因素21-33
• 2.1 危岩失稳模式21-23
• 2.2 不同失稳模式下危岩稳定性影响因素分析23-29
• 2.3 危岩稳定性影响因素分类29-32
• 2.3.1 内、外因素分析29-31
• 2.3.2 难、易获取因素分析31-32
• 2.4 小结32-33
• 第3章 基于三维激光扫描技术和 3D 打印技术的危岩体边界条件和参数研究33-70
• 3.1 三维激光扫描系统及数据处理软件33-39
• 3.1.1 三维激光扫描系统基本组成及特点33-34
• 3.1.2 三维数据处理软件及二次开发可行性讨论34-36
• 3.1.3 三维激光扫描技术在危岩体调查中的工作路线36-39
• 3.2 基于三维激光扫描技术的危岩地质信息采集应用39-46
• 3.2.1 扫描点云坐标与大地坐标拟合39-41
• 3.2.2 几何尺寸及角度测量41
• 3.2.3 控制性节理产状测量41-42
• 3.2.4 准确定位及三维坐标查询42-43
• 3.2.5 危岩体高精度剖面图获取43-44
• 3.2.6 危岩体赋存环境三维图分析44-46
• 3.3 基于 3D 打印和三维激光扫描技术的结构面参数研究46-69
• 3.3.1 3D 打印技术46-47
• 3.3.2 室内结构面剪切实验设计47-56
• 3.3.3 结构面剪切实验及结果56-61
• 3.3.4 结构面抗剪强度参数研究61-69
• 3.4 小结69-70
• 第4章 危岩体稳定性信息化管理系统开发研究70-84
• 4.1 设计思路与开发工具70-72
• 4.2 软件二次开发代码及数据库设计72-76
• 4.2.1 软件代码编写72-75
• 4.2.2 数据库连接75-76
• 4.3 系统功能设计76-83
• 4.3.1 菜单栏模块77-78
• 4.3.2 少变量录入模块78-79
• 4.3.3 多变量提取模块79-80
• 4.3.4 稳定性系数计算和导出模块80-83
• 4.4 小结83-84
• 第5章 工程应用84-94
• 5.1 某水电站边坡典型危岩赋存环境及基本特征84-87
• 5.2 危岩稳定性信息化管理系统应用87-90
• 5.3 适用性评价90-93
• 5.4 小结93-94
• 结论94-96
• 致谢96-98
• 参考文献98-103
• 攻读学位期间取得学术成果103

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘卫华;黄润秋;裴向军;董秀军;韩祥森;;危岩体调查及稳定性工程地质分类方法探讨[J];地下空间与工程学报;2007年S1期

2 沈明荣;张清照;;岩体结构面的剪切试验研究[J];地下空间与工程学报;2010年01期

3 陈明东;王兰生;;链子崖危岩体变形破坏机制及整治对策[J];地质灾害与环境保护;1991年01期

4 章仁友,杜时贵,刘丰收;岩体结构面力学行为的尺寸效应研究[J];地质科技情报;1993年02期

5 何秉顺;赵进勇;王力;魏建军;李自繁;丁留谦;;三维激光扫描技术在堰塞湖地形快速测量中的应用[J];防灾减灾工程学报;2008年03期

6 杜时贵;颜育仁;胡晓飞;郭霄;;JRC-JCS模型抗剪强度估算的平均斜率法[J];工程地质学报;2005年04期

7 柏永岩;聂德新;;某水电站坝基岩体结构面室内大型直剪试验研究[J];工程地质学报;2007年03期

8 董秀军;;三维激光扫描技术获取高精度DTM的应用研究[J];工程地质学报;2007年03期

9 杜时贵;胡晓飞;罗战友;梁晓丹;姜健;;节理抗剪强度综合评价的试验研究[J];工程地质学报;2008年01期

10 董秀军;黄润秋;;三维激光扫描测量在汶川地震后都汶公路快速抢通中的应用[J];工程地质学报;2008年06期

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本文编号：347205