一种提取地铁隧道断面变形的新方法

隧道断面变形是衡量隧道变形的主要指标,应用三维激光扫描技术监测地铁隧道时,如何提取隧道断面是值得研究的。文中分析了传统监测方法,提出一种提取隧道断面的新方法,该方法通过对隧道点云格网化内插将三维点云降为二维网格平面,提取格网插值结果,多期结果比较获得隧道断面形变情况。以某地铁监测数据为例实验分析,证明了该方法的有效性。     

基于密集匹配点云的露天矿台阶线提取方法研究

台阶线是露天矿测量的主要对象之一,传统的全站仪、GPS点式测量方法耗时长、劳动强度大、效率低,而基于无人机点云的现代测量方法为台阶线高效提取提供了可能。基于无人机影像构建的密集匹配点云数据,提出了一种自适应高程阈值的台阶线提取方法。该方法首先通过邻域点云的协方差矩阵对地形条件进行判断,依据不同的地形自适应地选用不同的高程差阈值进行台阶线特征点提取,极大限度地减少误提取数量;然后,基于点云聚类分割后各点云簇中点的数量与高程特征对误提取的点云进行剔除,并采用三次B样条曲线对特征点进行拟合,较好完成了露天矿台阶线提取。试验表明:该方法可以高效地完成露天矿台阶线特征点提取,有效区分台阶线和道路边线特征点;同时依据特征点拟合出的曲线效果良好,真实反映了台阶线的实际位置。上述分析为露天矿台阶线高效测量提供了新的解决方法。     

应用样条曲线拟合三维激光扫描盾构隧道点云切片

三维激光扫描技术采用散乱点云对隧道监测,难以对数据进行精确变形处理分析。通过圆曲线拟合隧道点云切片得到的隧道收敛半径,虽然模型简单但不能很好的描述隧道的局部特征,应用三次B样条曲线在特定局部邻域拟合点云切片较好的解决了圆曲线局部拟合不精确,样条曲线整体拟合干扰大局部特征不明显这些缺点。通过实验表明,采用该方法进行环形隧道收敛变形分析,更能真实的反应隧道的真实变形情况,该方法对隧道变形监测具有一定的实用价值。     

基于移动激光扫描技术的隧道断面变形检测方法

文中提出了基于移动激光扫描技术的隧道断面变形检测方法.通过对移动激光扫描车获取的隧道点云数据进行环片提取,并利用改进多边形裁剪算法统计隧道环片的拉伸度及挤压度指标,结合环片各角度形变值综合检测隧道变形状况.采用成都地区的圆形盾构隧道数据进行了方法的验证,实验结果证实了该方法的可行性和有效性.     

地铁隧道全断面监测数据的建模及断面拟合算法的研究

定期的对地铁隧道进行全断面监测,不仅可以了解盾构管片的真实形状及隧道的稳定性状态,更可以进一步为隧道进行安全评估.该文基于最小二乘法、最小平方中值法、Kalman滤波法提出了一种改进的方法,并通过中位数法剔除孤立点,提高了拟合结果的稳健性.通过高精度的椭圆拟合,能够比较准确地反映隧道变形情况,为运营隧道的形变监测提供直观可靠的数据.     

三维激光扫描技术在公路隧道检测中的应用

检测、监测工作是交通工程质量的重要保证,是养护工作进行的基础。文中在对上海市打浦路隧道进行结构检测工作时,使用三维激光扫描技术采集打浦路隧道(浦东侧)点云,通过公共靶球将各测站的点云拼接成整体,在拼接后的隧道点云上截取若干个断面,绘制隧道断面图,并标注隧道断面的净空尺寸,综合隧道的设计资料,可以对隧道现行结构状况进行定量分析,为隧道的养护工作提供可靠的数据。文中方法可以作为类似结构检测工作的参考。     

相似材料试验模型破坏区面扫描数据提取研究

针对传统的相似材料试验观测方法无法有效地获取模型破坏区域信息的问题,将工业测量技术引入相似材料试验观测,利用面扫描系统获取模型表面的点云数据,针对模型点云数据的特征,提出一种点云边界提取方法。该方法首先利用扫描线法提取裂缝边界点,然后利用最小距离法连接各边界,最后通过判断点云密度和边界闭合情况剔除标志点边界。对模型观测数据进行提取试验,结果表明：除了少数被标志点覆盖和破裂十分严重的边界以外,该方法能够较好地从相似材料模型点云数据中提取出非连续破坏区域边界,提取结果可应用于开采沉陷研究中。     

基于三维激光扫描技术的地铁隧道结构变形监测应用研究

本文将三维激光扫描监测技术应用于地铁区间隧道结构变形监测,取得了较好的效果。该方法首先采用三维激光扫描仪获取的高密度点云信息提取隧道结构信息;然后通过自动化处理软件实现点云数据的快速处理,自动提取环片的点云;最后利用提取的环片点云对环片错台、水平收敛等结构变形进行分析。本文通过对武汉某地铁项目施工中三维激光扫描应用案例介绍,说明了三维激激光扫描对隧道结构监测的优势。     

隧道岩溶发育区监控量测应用与分析

通过采用全站仪非接触量测洞内变形,结合工程实例分析得出:隧道岩溶发育区以及岩溶段经相应的处理后,可通过对其附近隧道监控量测断面的监测数据进行分析得到围岩变形规律,同时确保处理后的岩溶已消除对隧道安全施工的影响;监控量测断面距工作面距离约为5倍隧道跨度时,变形量基本稳定;通过对隧道变形曲线进行回归拟合,可以更好地掌握及预测隧道围岩变形稳定状态。     

相似材料模型破裂边界提取研究

为了研究相似材料模型破裂区域边界的提取方法,将工业测量技术引入相似材料模型观测,利用面扫描系统获取模型表面的点云数据,针对模型点云数据的特征,首先利用圆形邻域法和扫描线法提取裂缝边界点,然后,利用全局拼接点坐标剔除标志点边界;最后,使用最近距离法将属于同一边界的断点连接起来。对模型观测数据进行提取实验,结果表明:除了少数被标志点覆盖和破裂十分严重的边界以外,该方法能够较好地从相似材料模型点云数据中提取出非连续破坏区域边界,提取结果可应用于开采沉陷研究当中。     

基于C-ALS的特大溶洞三维探测及其安全分析

在研究三维激光扫描原理的基础上, 对溶洞的激光探测方法进行了研究。针对复杂溶洞激光扫描点云数据, 研究了点云数据最小距离准则与最大张角准则的精简算法、三维点云数据坐标变换与数据拼接原理。以张家界向家包2号铁路隧道溶洞为例, 采用C-ALS探测系统对溶洞进行了三维激光探测, 对获取的溶洞点云数据经过精简、转换坐标和拼接处理后, 运用三维矿业软件Dimine建立了溶洞三维模型, 在此基础上完成体积计算、关键位置平剖面输出, 并重点研究了平行隧道、垂直隧道及沿溶洞延伸三个主要方向上溶洞与隧道工程的三维空间位置关系, 得出了不同剖面上溶洞与隧道的直线距离。研究结果对指导隧道路线规划、安全施工具有重要工程意义。     

层状介质电偶极源视电阻率一维正演研究

根据人工源频率电磁测深法的基本原理,从麦克斯韦方程组出发,对视电阻率进行了不同方式的定义。通过对不同电性断面的一维层状介质正演计算,得到了阻抗视电阻率与频率间的关系曲线。分析得出：对于给定的地电断面,阻抗视电阻率在低频端由于近场效应严重偏离真电阻率,在高频端逐渐趋近表层真电阻率,曲线基本反映了地下地电断面的电性变化情况。     

回头沟隧道围岩冻胀率实验研究

为了避免冻胀力对寒区隧道的影响,该文通过对回头沟隧道三个断面的裂隙进行现场调查,了解了各个断面的裂隙状况,并选取隧道围岩进行了岩石冻胀性试验,分析了不同温度下围岩应变随时间的变化规律,得到岩石的线性膨胀率。结合裂隙的发育情况,经过理论计算得到各断面的围岩冻胀率,为后期围岩冻胀力和隧道防冻的研究奠定了基础。     

下部硬质围岩条件下双侧壁导坑法的工法优化及监控量测

结合兴泉铁路七里径隧道大断面施工实例,就下部硬质围岩条件下如何优化双侧壁导坑法施工工序进行了阐述,并结合围岩监控量测及地表沉降观测数据,分析了不同开挖阶段、距洞口不同距离、不同偏压等情况下围岩沉降及收敛情况,总结了这种开挖方法的施工注意事项。结果表明,该方法是一种安全高效的大断面隧道开挖方法。     

三维激光扫描点云数据盲区边界识别与应用

三维激光扫描仪是一款获取空间点云数据的测量设备,能够有效地获取被测物体三维空间形态,但是,由于被测对象空间形态复杂、人员难于进入等原因,导致扫描点云数据存在盲区且识别困难。针对该问题,采用了一种三维激光扫描点云数据盲区识别方法,可获取点云数据盲区边界,该方法主要通过对点云数据进行KD-Tree改造,然后估计点云数据法矢,最后提取点云数据边界。为验证本文提出的盲区识别算法,选取矿山采空区点云数据进行实际验证,可准确识别点云数据边界信息,为后续数据进一步利用提供了基础。     

基于Hough变换的点云数据直线特征提取研究

文中为了从散乱点云数据中提取直线特征,将Hough变换算法引入到三维激光扫描点云数据处理中,并针对其在点云数据处理中的局限进行改进,提出一种改进的Hough变化算法,并选取一组扫描数据进行试验,该算法能够准确的提取出直线特征,证明了该算法的可行性。     

基于地面三维激光扫描技术的输煤栈桥支架倾斜监测

在研究了地面三维激光扫描技术在变形监测数据处理和数据分析方法的基础上,结合输煤栈桥支架和点云数据的特点,提出了输煤栈桥支架钢柱间隔取断面提取中心点坐标,然后加权平均计算偏移量和倾斜率的方法,并通过实验验证了该方法的可行性。     

地面激光扫描仪及其在地铁隧道工程中的应用

文中论述了地面激光扫描仪的测量原理及点云数据测量方法,介绍了将其应用到地铁隧道工程中构建数字隧道模型的有关情况。     

利用点云数据进行惠泉变电站三维重建

提出了一种利用激光扫描仪采集的点云数据对建筑物进行快速三维重建的方案。对于待扫描的建筑物,获取从不同角度扫描的激光点云,首先进行相邻扫描站的激光点云自动拼接,生成统一的点云模型,然后再通过点云提取特征线,利用共面条件,提取建筑物框架生成三维模型,最后得出利用三维激光扫描技术可以快速建立三维空间的可视化模型,解决了传统测量仪器和测量方法在变电站等特殊领域的不足的问题。     

大断面石门揭煤煤与瓦斯突出危险性预测

针对公路隧道等大断面石门揭煤条件下,煤与瓦斯突出危险性预测准确性的问题,基于煤与瓦斯突出的能量学说,分析了在相同的地质、瓦斯赋存条件下,不同断面面积的石门揭煤发生煤与瓦斯突出的危险性,以及发生突出的特点。对此,提出了一套大断面石门揭煤条件下煤与瓦斯突出预测的方法,并利用该方法对梅花箐隧道所需穿越的煤层进行了准确预测。