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《成都理工大学》 2003年
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岩体结构信息化处理及工程应用

吴志勇  
【摘要】:谷德振教授提出的岩体结构理论是中国工程地质的重要理论,是岩体工程地质评价的基础,它已被广泛地采用并成功地解决了我国众多特大型工程的工程地质问题。众多学者在继承和发扬这一理论方面作了大量工作,取得了丰硕的成果,也遇到一些亟待解决的问题,其中之一就是结构面基本信息的获取和应用问题,特别是以数量巨大、随机分布为特征的小规模硬性结构面(Ⅳ、Ⅴ级结构面)的信息,只有在全面准确地掌握基础上,才能作好岩体结构分类及岩体工程地质评价,而且通过展示岩体经过构造及表生作用所发生的结构变化,可以研究岩体的风化,考察岩体质量的变化,从而在岩体结构的工程地质评价方面取得一些进展,使得工程岩体的结构信息处理也伴随人类进步的脚步进入信息时代。 由于工程地质领域的信息化应用相对起步较晚,作者在充分调研相关信息处理应用的理论、技术基础上,借鉴其它应用领域的成功应用经验,以当代计算机立体视觉学作为立论基础和技术支撑点,经比选确定被动成像人机交互法作为岩体结构面信息的采集方案。为了解决双像合成法必须配合测量来获得标定像片的难题,作者独创性提出从岩体结构面信息中剥离产状信息单独解译的思路,从而建立了严谨的,无需测量配合的,在小物距环境下真正具有工程实用价值的结构面信息解析解的解译方案,经过多角度地反复验证证明,使用较为经济的摄像设备可快速、高效、全面、较为准确地采集结构面信息,解译精度满足工程应用的要求。同时,由于结构面在洞壁出露的情况多种多样,为兼顾解译的准确性和适用的广泛性,开展了多种三维数据恢复算法的比较、验证研究,为结构面信息处理系统应用的推广提供了经验。为了实现人机交互解译的精度控制,本文确定了实用的立体视能力检测,摄像机标定方法及具体的拍摄方案。对于高陡边坡的长大结构面信息采集,本文成功的应用直接线性法,在有限设备情况下解译获得较为可靠的迹长等数据。通过结构面的数学建模,使采集所得结构面数据的处理实现了信息化,程序化,应用多功能数据库在计算机上人机交互划分岩体结构,初步实现岩体结构的信息化,并且通过结构面与相关实体的真三维实体模型的建立,既可清晰直观的展示结构面模型的空间形象,又可容易的切割模型并获取切图的数据,对不稳定块体的分析研究提供了强有力的辅助手段。 以拉西瓦水电站坝址工程岩体作为作者研究的岩体结构信息处理系统的应用对象,野外快速拍摄,室内准确高效的采集完成岩体结构工程要素。利用勘探平洞洞壁图片采集的结构面信息处理成坝肩岩体结构研究的基本量化指标及实体模型,进行拉西瓦水电站坝肩岩体结构类型划分,并借鉴国内岩体风化分带、岩体质量分级规范,以岩体结构量化指标作为风化分带和质量分级的主要指标,划分两岸坝肩岩体风化分带、岩体质量分级,划分结果与野外现场判定及地质师室内划分结果相符合;利用边坡图片解译结果完成了坝肩岩体抗滑稳定边界条件分析,及不稳定块体的量化值和三维展示图,为坝肩工程地质条件评价提供重要资料。
【学位授予单位】:成都理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:P583

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 谢韬;;基于岩体结构面影像的窗口调查方法[J];地下空间与工程学报;2011年S1期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王凤艳;数字近景摄影测量快速获取岩体裂隙信息的工程应用[D];吉林大学;2006年
2 柴波;巴东新城区库岸斜坡岩体结构系统研究[D];中国地质大学;2008年
3 张勇;高混凝土重力坝建基岩体超前信息分析及优化研究[D];成都理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 张文;基于三维激光扫描技术的岩体结构信息化处理方法及工程应用[D];成都理工大学;2011年
2 张敏;澜沧江小湾水电站进水口高边坡稳定性复核及支护优化设计方案验证[D];成都理工大学;2006年
3 刘明;雅砻江锦屏水电站IV~VI号山梁高边坡稳定性评价[D];成都理工大学;2006年
4 张璞;数码摄影技术在地下空间变形信息采集中的分析研究[D];武汉理工大学;2007年
5 姚强;西攀、攀田高速公路隧道围岩稳定性研究[D];成都理工大学;2008年
6 赵云云;白鹤滩水电站高拱坝坝肩岩体稳定性数值模拟研究[D];成都理工大学;2010年
7 李飞腾;雅砻江牙根二级水电站坝基抗滑稳定性研究[D];成都理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 李奇,冯华君,徐之海,韩一石,黄红强;计算机立体视觉技术综述[J];光学技术;1999年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谭守标;霍剑青;郝建;王晓蒲;赵永飞;谢行恕;;高分辨率软X射线显微成像下细胞的自动提取?[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 林达明;尚彦军;吴锋波;张巍;张翔;;基于矿物结构与钻探的花岗岩地质强度指标研究及应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
3 祁生文;伍法权;;高地应力地区河谷应力场特征[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
4 张年学;盛祝平;李晓;李守定;赫建明;;岩石泊松比与内摩擦角的关系研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
5 周剑;张路青;胡瑞林;王学良;;大型结构面产状影响下应力波传播规律研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
6 巩城城;马凤山;张亚民;王善飞;刘自成;;基于岩体结构面统计与分维数的岩体质量评价及其在矿山工程中的应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
7 周剑;张路青;王学良;;水平层状岩体边坡动力响应中的结构面效应研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
8 赵留升;梁天佑;白雪梅;;三峡库区秭归县综合港口滑坡稳定性评价及防治对策[A];河南省地质调查与研究通报2007年卷(下册)[C];2007年
9 郭雨非;郭新华;;四川某斜坡地质灾害的稳定性评价与治理[A];河南地球科学通报2008年卷(中册)[C];2008年
10 郭文秀;庞继群;方士军;;巩义市铁生沟滑坡特征及防治[A];河南地球科学通报2009年卷(下册)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王兴梅;水下声纳图像的MRF目标检测与水平集的轮廓提取方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王猛;煤矿深部开采巷道围岩变形破坏特征试验研究及其控制技术[D];辽宁工程技术大学;2010年
4 孙贤斌;三维信息获取技术中定标与图形包含问题的研究[D];华中科技大学;2010年
5 韩守东;纹理建模与图切分优化方法研究[D];华中科技大学;2010年
6 莫堃;基于隐式函数的曲面重构方法及其应用[D];华中科技大学;2010年
7 涂虬;智能视觉监视中目标检测与跟踪算法研究[D];华中科技大学;2010年
8 徐萧萧;基于特征学习与特征联想的视觉跟踪算法研究[D];中国科学技术大学;2010年
9 孙书伟;微型桩结构加固边坡受力机制和设计计算理论研究[D];中国铁道科学研究院;2009年
10 王义文;钢球表面缺陷检测关键技术研究及样机研制[D];哈尔滨理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马彦平;基于数字图像的冬小麦、夏玉米长势远程动态监测技术研究[D];华中农业大学;2010年
2 孙涛;基于DR骨密度分析系统的研究[D];南京医科大学;2010年
3 宋抗;压缩机活塞圆度误差数字检测系统研究[D];河南理工大学;2010年
4 王宏涛;精密单点定位技术在GPS辅助空中三角测量中的应用研究[D];河南理工大学;2010年
5 赵永刚;图像检索中形状描述和匹配算法研究[D];南昌航空大学;2010年
6 何寿迎;黄岛LPG地下储库稳定性分析及支护设计优化[D];山东科技大学;2010年
7 孙静;基于双目立体视觉的多相机三维重建技术实现[D];山东科技大学;2010年
8 刘武麟;临近断层回采巷道围岩变形特征及支护技术研究[D];山东科技大学;2010年
9 解斐斐;UAV城市高质量DOM制作方法研究[D];山东科技大学;2010年
10 徐元;基于双目立体视觉的匹配算法研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈建峰;隧道施工地质超前预报技术比较[J];地下空间;2003年01期
2 刘大刚,王明年;数码摄像技术在隧道位移信息采集中的应用[J];地下空间;2004年03期
3 吴梦军,连晋兴,黄伦海,邱长林;连拱隧道围岩稳定性模型试验[J];地下空间;2004年04期
4 杨果林;杨立伟;;隧道施工地质超前预报方法与探测技术研究[J];地下空间与工程学报;2006年04期
5 王法刚;尹健民;李维树;;某水电站坝基岩体变形模量与波速相关性研究[J];地下空间与工程学报;2006年06期
6 刘建永;赵现立;;基于数字摄影测量的战场地形信息快速获取[J];兵工自动化;2007年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李天斌;岩质工程高边坡稳定性及其控制的系统研究[D];成都理工大学;2002年
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3 郭海庆;复杂混凝土坝坝基对坝体结构行为影响的分析理论和方法研究[D];河海大学;2002年
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7 席先武;松动岩体群洞围岩稳定性研究[D];长安大学;2004年
8 黄桂平;数字近景工业摄影测量关键技术研究与应用[D];天津大学;2005年
9 王凤艳;数字近景摄影测量快速获取岩体裂隙信息的工程应用[D];吉林大学;2006年
10 米德才;浅埋大跨度洞室群围岩稳定性工程地质研究[D];成都理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈文;重力坝抗滑稳定极限状态设计分项系数的研究[D];清华大学;2010年
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7 郑灵芝;锦屏一级水电站坝区水文地球化学问题研究[D];成都理工大学;2003年
8 杨彪;基于普通数字影像的近景摄影测量技术研究与应用[D];河海大学;2004年
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10 魏云杰;金沙江白鹤滩水电站岩体结构及其对坝肩抗滑稳定性的控制作用[D];成都理工大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谢韬;;基于岩体结构面影像的窗口调查方法[J];地下空间与工程学报;2011年S1期
2 罗琳;荣冠;段伟锋;李颂章;张璇;;白鹤滩水电站左岸边坡深部破裂成因探讨[J];工程地质学报;2013年04期
3 徐剑坤;马文顶;王恩元;王超;彭威;;数码位移测量仪及其在相似模拟实验中的应用[J];采矿与安全工程学报;2011年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 宋肖冰;陈又华;薛果夫;王家祥;;大型地下洞室仪测成像可视化地质编录技术[A];第三届全国地下、水下工程技术交流会论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
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7 张文;乌东德水电站库区岩体结构评价方法研究[D];吉林大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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中国期刊全文数据库 前10条
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3 司海宝;岩溶陷落柱岩体结构力学特征及其突水风险预测的研究[D];安徽理工大学;2005年
4 李虎;金沙江白鹤滩水电站高拱坝坝基柱状节理玄武岩变形特性研究[D];成都理工大学;2008年
5 龚建平;裂隙介质岩体中隧洞稳定性与荷载特征的研究[D];西南交通大学;2008年
6 刘宏;大渡河大岗山水电站拱坝坝肩抗力体边界条件工程地质研究[D];成都理工大学;2005年
7 李运成;煤层底板岩体结构对采动效应的影响研究[D];安徽理工大学;2006年
8 刘维国;牙根水电站右岸1号拉裂松动岩体发育特征及成因分析[D];成都理工大学;2009年
9 王猛;金沙江乌东德水电站河门口坝址溢洪道边坡稳定性研究[D];成都理工大学;2006年
10 王维早;金安桥水电站左岸坝肩高边坡稳定性与治理措施研究[D];成都理工大学;2005年
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