基于3DE平台的危岩体结构面识别及块体分析——以房县抽水蓄能电站为例

为解决高陡危岩体稳定性评价难度大的问题，以湖北省十堰市房县抽水蓄能电站下水库危岩体边坡为研究对象，将三维激光扫描技术、倾斜摄影技术及工程地质分析相结合，对危岩体稳定性进行分析评价。结果表明：将危岩体三维激光扫描点云及倾斜摄影模型导入达索3DExperience(3DE)平台，采用自主创建的结构面模板准确识别结构面信息，进而利用结构面空间模型互相切割形成定位三维块体，可确定块体的空间位置及规模，并进行块体形态分析、块体体积测量与计算等应用。该危岩体结构面识别及块体分析方法可为其他工程危岩体分析提供参考。     

龙门黄河大桥左岸危岩体发育特征及其危险性预测

龙门黄河大桥位于晋陕两省交界处的黄河上，左岸桥台上方峭壁发育的大量危岩体对龙门黄河大桥的建设及正常运营构成极大威胁，开展危岩体稳定性评价和危险性预测具有重要的现实意义。基于地面调查和无人机摄影测量获取了危岩体控制性结构面信息、三维形态与几何尺寸，对其发育特征和潜在失稳模式进行分析。通过三维离散元法构建典型危岩体及地表三维数值模型，分析危岩体三维运移路径、冲击能量等，并提出了相应的防治措施。结果表明，危岩体可划分为上、中、下3个危岩带，岩性、地形、结构面是控制危岩体稳定的关键因素；潜在失稳模式可划分为倾倒式、坠落式、滑移式，危岩体失稳后对左岸桥台的冲击能量均超过10⁴ kJ,建议采用主动加固为主、被动防护为辅的综合防治措施。     

水电工程危岩体数据采集与稳定性分析

水电工程危岩体往往分布于高山峡谷之中,治理方案对地质勘察提出了更高的要求,通过三维激光扫描及数码摄影技术可以获取高陡危岩体的主要边界条件,以查明危岩体的结构面组成、连通情况、规模、主要影响因素等,进而进行危岩体分区及定性评价。根据岩石单轴抗压强度、结构面特征、地面坡度、结构面不利组合、地下水特征、植被覆盖情况等影响因子进行综合评分,进行半定量评价。最后,根据危岩体的破坏模式选取相应的稳定性计算模型进行分析计算,提出定量评价结论,为同类危岩体的勘察及稳定性分析提供一定的参考依据。     

基于三维激光扫描技术的高边坡岩体结构调查

三维激光扫描技术作为一种新型的测绘技术,运用于岩体结构调查时突破了传统的单点测量法,更易宏观把握结构面的产状。在对三维激光扫描原理和基本工作步骤介绍的基础上,以西南某水电站右岸坝肩高边坡的为例,通过对设站位置的布设、坐标转换误差的校核、结构面产状的提取、结构面的分组和裂隙网格的生成等几个方面的介绍,阐述了激光扫描技术在水电站高边坡岩体结构调查中的应用,最后提出了该技术在高边坡岩体结构调查中的优缺点和发展前景。     

基于机载LiDAR及无人机影像的高位危岩体调查和成因分析

在水利水电工程中，危岩体常发育在高陡边坡的危险隐蔽地带，传统勘察测量方法存在精度低、勘察难度高等缺点，快速、便捷地识别高陡边坡危岩体具有重要的工程意义。以黄登水电站重要建筑物边坡开口线外危岩体隐患排查结果为研究基础，利用无人机倾斜摄影构建1∶500的三维实景模型，结合机载激光雷达(LiDAR)遥感测量技术获取研究区内高精度的LiDAR点云数据及光学影像数据等成果，搭载三维可视化遥感解译平台，建立危岩体解译标志，获取危岩体的结构面产状特征并开展野外详细调查及解译成果复核工作，复核工作证明前期遥感测量技术准确率强，解译成果可信度高。同时根据地理空间数据分析方法研究危岩体的发育分布规律及成因机制，得出研究区内危岩体主要发育在1 609～1 963 m高程，多数危岩体所在的边坡坡度为40°～70°,危岩体发育以正南向为主，并且河流水系与人类工程活动对危岩灾害的发生也具有一定影响。研究结果对水电库区高位危岩体的隐患识别及成因分析有重要参考价值。     

无人机微变摄影测量技术在边坡高位危岩体监测中的应用

针对传统边坡高位危岩体监测手段的局限性,结合硬梁包水电站厂区边坡高位灾害变形监测要求,引入了无人机微变摄影测量技术,利用无人机采集边坡高位危岩体数据,分辨率可达亚毫米级,并构建三维实景模型,可以生成三维模型、DOM、DEM、数字点云等测绘产品。工程实践表明:微变摄影测量技术获取的三维模型具有真实、纹理清晰、精度高等优势,为边坡高位危岩体调查、监测及巡检提供了一种新的方法。     

基于地基合成孔径雷达的危险边坡变形非接触实时监测

岩体崩塌失稳是边坡工程中最常见的地质灾害类型之一，对危险边坡开展实时监测以揭示其变形响应特征，对于边坡的应急预警、综合防控意义重大。本文以某水电站导流洞进口边坡为研究对象，采用地基合成孔径边坡雷达与三维激光扫描融合的监测技术，通过坐标转换，建立三维激光扫描坐标系与 ＧＢ-ＩｎＳＡＲ坐标系之间的对应关系，将雷达二维图像区域内的点与地形点进行匹配，实现了对边坡的三维整体变形实时监测，并基于监测结果对边坡的整体稳定性和局部危岩体演化规律进行了深入分析。结果表明:该边坡整体稳定性较好，但由于岩体破碎，节理裂隙发育，局部危岩区域稳定性较差，部分区域变形受降雨、施工扰动等影响显著。     

基于三维激光扫描技术的滑坡监测预警研究

地面三维激光扫描技术突破了传统监测方法的限制,可以高精度、高密度、高效率、远距离、无接触地获取地表对象的三维空间信息数据,在工程领域得到广泛应用。目前,水电工程地质灾害监测预警仍多采用传统监测手段,自动化程度不高,特别是分布有大量危岩体或孤石群的高陡岩质滑坡体,传统监测手段存在一定局限性。基于此,笔者分析了三维激光扫描技术的研究现状与工程应用实践,介绍了三维激光扫描系统的基本原理,以某水电工程大型滑坡体为例,探索了三维激光扫描技术在地质灾害监测预警方面的有效性。结果表明,三维激光扫描监测新手段在滑坡地质灾害监测预警方面达到了预期效果,其监测预警的成功经验有在水电工程中推广和借鉴的价值。     

基于三维激光扫描的地下洞室危岩体识别与监测技术

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。     

环境边坡危岩体稳定性定性评价研究

水电工程环境边坡分布的危岩体存在“走不近、看不清、查不明”的难题，稳定性评价困难。根据金沙江乌东德水电站、旭龙水电站等高山峡谷坝址区环境边坡大量危岩体稳定性评价成果，提出了环境边坡危岩体稳定性的定性评价标准与方法。结果表明：滑移型危岩体的稳定性评价依据包括滑面几何特征、滑面性状、结构面卸荷松弛张开因素，倾倒型危岩体的稳定性评价依据包括底面悬空程度、后缘结构面特征、高厚比，坠落型危岩体的稳定性评价依据包括通过凸出程度、后缘结构面特征、坚硬程度及完整性；通过对块体结构面产状、松弛张开特征、底部临空情况、附近变形破坏迹象等要素进行分项按权重赋分，可进行危岩体稳定性半定量评价。将定性评价结果与稳定系数对应，可建立定性评价与定量评价的关系，为支护设计提供参考。     

基于三维激光扫描技术的岩体抗剪强度参数获取

为了解决在高陡地形条件下难以获取岩体抗剪强度参数的问题,应用三维激光扫描技术得到斜坡岩体结构面几何参数(倾向、倾角、间距、迹长),并结合结构面网络模拟技术生成结构面网络图,使用投影法计算不同剪切方向的连通率,最后计算岩体抗剪强度参数。研究表明:斜坡临界连通率往往在接近优势结构面倾角的剪切方向附近出现;该方法的计算结果与规范法和RMR法的结果均较为吻合,并具有较强的可操作性和实用性。     

三维激光扫描技术在坝基岩体结构面调查统计中的应用——以锦屏一级水电站为例

三维激光扫描是一项新的测绘技术,它可以快速高效地获取测量目标的三维影像数据。介绍了三维激光扫描技术的基本原理,并将该项新技术应用于锦屏一级水电站施工期间对开挖揭示的坝基岩体结构进行调查测绘,突破了传统的测线法、精测网法,实现了快速编录目标。     

善泥坡水电站Dr2危岩体成因及破坏模式浅析

通过对坝址右岸Dr2危岩体卸荷裂隙成因和危岩体可能的破坏模式分析，揭示了危岩体与工程施工之间可能的相互影响，为危岩体后续调查、处理和分析其稳定性提供可能的工作思路与参考依据。     

三维激光扫描与结构面模拟在地质勘察中的应用

边坡岩体结构调查是跨江桥梁工程地质勘察的重要内容,利用三维激光扫描与结构面三维模拟技术,能更方便地获取边坡岩体结构的信息。介绍了三维激光扫描仪的工作原理及野外工作条件,配合野外结构面产状测量,建立斜坡岩体三维结构面网络模型,能高精度、高效率地获取岩体结构特征。以清江某拟建跨江大桥桥址区两岸边坡岩体结构调查为例,阐述了该方法的应用条件、步骤以及内业解译过程,具有指导意义。     

模糊评价在FAST台址危岩体稳定性分析中的应用

在传统危岩体稳定性评价的基础上,综合考虑影响危岩体稳定的各主要参数,运用模糊评价的数学理论,建立了危岩体稳定性评价的模型,对台址区典型危岩体类型进行了稳定性的分析评价.     

“高陡斜坡危岩体稳定性研究”科技项目研究成果总体达到国际领先水平

<正>2014年1月27日,由我院为第一完成单位、成都理工大学为第二完成单位的科技项目——"高陡斜坡危岩体稳定性研究"成果鉴定会在成都怡东国际酒店隆重召开。鉴定委员会一致认为:该项成果提出了深切峡谷区环境边坡危岩体调查评价理论体系与工程防治技术方法,具有重要的理论与应用价值,研究成果总体上达到了国际领先水平,同意通过鉴定。"高陡斜坡危岩体稳定性研究"是一个科技项目集群,包含我院科技项目《水电水利工程环境边坡危岩体勘察关键技术研     

贵州寨子危岩崩塌风险定量评价研究

寨子崩塌历史上曾发生多次崩塌,残留的大量危岩体严重威胁着下方420名村民的生命财产安全,开展相应的风险评估研究具有紧迫性和必要性。通过无人机倾斜摄影、三维实景建模和ploywork点云数据处理技术获取崩塌坡体的地质和几何信息,识别出该坡面上存在3块危岩体。根据结构面组合关系和假定断面法对危岩体的体积进行了确定。基于历史崩塌块石的统计,根据崩塌的MCF关系,确定崩塌的年发生概率。基于历史崩塌块石滞留位置,采用参数反演和随机性崩塌运动模拟分析,得出崩塌的到达概率。结合时空分布概率调查和易损性分析,对贵州寨子崩塌进行了崩塌风险定量评价(QRA)。结果表明:无论在晴天期还是雨天期,危岩体1～3均处于警告区间,建议加强监测并采取一定的防灾减灾措施。评价方法和结果可为其他单体崩塌灾害风险定量评价研究提供参考。     

基于谱表示法和时间衰变模型的岩体稳定性评价

为了从时间尺度和空间变异性上研究石质文物危岩体的结构稳定性,建立了岩体强度参数的空间分布和时间退化模型。选取麦积山石窟13号窟危岩体为研究对象,利用强度折减法对石窟岩体稳定性进行模拟计算。模拟结果表明:(1)麦积山13号窟现状条件下最大位移为1.8 mm,中部位移方向略微倾向石窟外侧,石窟顶部呈现局部塑性变形,但整体稳定性较好,模拟结果与现状调查较为一致。(2)加入时间衰变模型后发现,13号窟现状条件下顶部位移为1.2 mm;预测50 a后洞窟最大位移位于洞顶,为1.3 mm; 100 a后洞窟最大位移从洞顶转移至坡脚,为16.7 mm。(3)强度折减分析表明,100 a后模型产生大面积塑性区域贯通现象,洞顶发生拉张破坏,洞底剪切破坏。时空变异模型有效提高了传统静力学计算精度,通过时间退化模型真实地再现了石窟危岩体的动态破坏过程,在精确评价危岩体长期稳定性方面具有广泛应用价值,可为危岩治理提供参考。     

某抽水蓄能电站下水库区岩体结构面几何参数研究

通过某抽水蓄能电站下水库区岩体结构面的测绘，利用Excel计算程序，应用统计模型及其检验理论，确定不同结构面几何参数的分布模型，提出结构面几何参数具有一定显著性水平的置信区间，对于结构面几何参数的正确选择以及工程建设中的边坡稳定性和地下洞室稳定性评价具有重要的工程意义．     

地面三维激光扫描技术在地质调查中的应用

地面三维激光技术在地质调查中的应用使得地质调查具有高效率、高精度和高效益的优势。在对该项技术进行介绍的同时,结合工程实例,论述了地面三维激光扫描技术在地质调查过程中对扫描信息的解译过程及岩体结构面参数测量的原理与方法,证明了该技术在地质调查中的实用性和有效性。由此可以看出该项技术在地质工程领域的应用前景和价值。