三维激光扫描技术在危岩体调查中的应用

结合具体工程实例,讨论了在高陡边坡地质灾害防治中应用三维激光扫描技术进行危岩体地质调查,主要阐述了危岩体控制性结构面产状的测量、地形剖面的获取以及危岩体几何尺寸的量测,以期指导实践。     

基于三维激光扫描的高陡边坡块体稳定性研究

艰险山区工程建设中高陡边坡块体稳定性是安全与防灾的重要问题,对艰险山区高陡边坡岩体结构面的调查是分析该问题的关键。以澜沧江某重大工程高边坡为研究对象,应用三维激光扫描技术,研究了远距离调查分析岩体结构的分析方法,分析了该高陡边坡的岩体结构面空间分布状况,统计分析了结构面的优势方向和岩石块体的分布状况,以此为基础,应用极限平衡分析方法,研究了该高陡边坡的岩石块体稳定性。     

三维岩体点云数据地质信息提取方法

三维激光扫描技术具有连续、自动和快速获取目标物表面信息的能力.文章提供了一种方法,采用此技术获取目标岩体结构的高精点云数据,并基于开源C++编程库PCL封装算法,在点云数据中识别并分割结构面,从而提取岩体结构面的产状和几何信息.经边坡防护工程实践,该方法的可靠性和适用性较强.尤其在传统的测量方法难以施展的高陡危岩地区,可为地质岩体的规模和结构面特征精确调查提供有力参考.     

三峡工程永久船闸岩体高边坡锚固方案优化研究

三峡工程永久船闸高边坡岩体卸荷非线性力学分析的基础上，分总体锚固方案及具体锚固措施两个层次研究了边坡锚固问题，总体四个方案的研究表明边坡下部直墙重点锚固是最优方案；具体措施锚固方案研究成果表明，长大锚洞方案最优，其他方案锚固力似有不足，可能影响边坡的长期稳定。     

基于三维激光扫描技术的岩体结构面智能识别与信息提取

岩体结构面几何参数是评价岩体稳定性与渗流特征的重要研究基础。采用三维激光扫描技术,获取岩体露头点云数据,利用改进的区域生长法与解析几何理论,实现了岩体结构面智能识别与信息提取。研究结论如下:(1)通过对区域生长法进行改进,引入节点法向量判别指标,设置平整性检测阈值_1与区域生长阈值_2,可以有效地进行岩体结构面的智能识别。基于提出的信息提取算法,获取了识别结构面的产状、间距与尺寸信息;(2)选取不同的平整性检测阈值_1与区域生长阈值_2,研究了阈值对识别结果的影响规律,并提取了阈值选取的一般建议。通过规则平面与公路边坡两实例应用分析,对所提方法的可靠性进行了验证。     

三维激光扫描技术在高陡边坡地质调查中的应用

三维激光扫描技术的产生是测绘领域继GPS技术之后的又一次技术革命,可以广泛应用于工程建设与物体三维测量相关的众多领域,具有高效率、高精度的独特优势。目前,该项技术的应用在国外尚处于起步阶段,国内应用还颇为鲜见,尤其是在地质和岩土工程领域。在对该项技术的总体情况进行简单介绍的基础上,结合工程实例,阐述应用该项技术解决高陡边坡调查中,关于边坡快速编录和岩体结构面参数测量的原理与方法,由此可以看出该项技术在地质和岩土工程领域的应用前景和价值。     

船闸边坡节理岩体锚固效应的模型试验研究

通过室内相似材料模型块试验,研究了在不同的布锚参数下三峡船库高边坡节理岩体的抗压强度、弹性模量、泊松比及扩容特性等力学性质的变化规律,得出了一些有益的结果。     

岩质边坡危岩最优锚固方案的确定

运用赤平板射投影，块体理论和岩本力学的基本原理，试探求证 种可供边坡工程采用的确定岩质边坡危岩最优锚固方案的简易方法。最后，试用该法对已竣工重庆大学高陡边坡危岩锚固工程进行验证分析。     

三维激光技术在高陡危岩体调查中的应用

崩塌危岩多发育在高陡的斜坡地带,具有隐蔽性与突发性,经常造成重大人员伤亡与财产损失。因采用传统测量方法难以得到危岩体规模、负地形、不利结构面组合特征,进而判识危岩失稳模式与预测危害性,故危岩体的调查一直是地质灾害防治较为突出的难题。三维激光扫描技术通过激光反射,快速获取危高位危岩体点云特征,非接触得到所需的高陡斜坡危岩体几何与地质信息,获取传统测量无法得到的成果。本文以Optech扫描仪在高位危岩体调查中的应用为研究基础,阐述了该项技术在高陡斜坡地形图生成、节理裂隙统计、规模计算等方面的应用。并以旧关岭崩塌与南川甑子岩危岩体调查为例,诠释了激光扫描应用过程中的方法与技巧,为高陡危岩体的调查提供参考。     

顺层岩体边坡锚固等效参数计算方法研究

锚固等效参数是进行顺层边坡锚固效果数值模拟的关键科学数据。针对锚固顺层岩体边坡中结构体和结构面刚度系数不同的实际情况,将锚杆锚固后顺层岩体边坡的锚杆、结构面、结构体的复杂体系等效为一个均质岩体。推导了节理岩体等效法向刚度系数和等效切向刚度系数计算公式。基于结构体小变形、岩体变形可叠加性及抗剪强度参数c、φ值不相关性假定,利用Coulomb抗剪强度理论推导、建立了顺层岩体边坡锚杆等效抗剪强度参数c、φ值计算公式。     

基于岩体质量指标BQ的岩质边坡工程岩体分级方法

 对于线路工程上具有普遍性的岩质边坡,因数量多,范围广,工程勘察深度相对较浅。依据规范的测试和试验,建立一种基础性岩体质量评价方法,实现边坡工程岩体分级,并根据行业要求与经验提出支护措施,对提高岩质边坡工程设计与施工的科学性无疑具有重要的意义。针对现有的《工程岩体分级标准》(GB50218-94)没有涉及边坡工程岩体分级,在深入研究和系统消化边坡工程岩体分级成果基础上,提出基于岩体质量指标BQ的岩质边坡工程岩体分级方法(简称BQ-RSlope方法)。该方法在岩体基本质量指标基础上,考虑控制边坡稳定性的主要结构面类型与延伸性、结构面产状与坡面间关系以及边坡内地下水发育程度等影响因素,对岩体基本质量指标进行修正,由此确定边坡工程岩体级别,并给出各级别边坡工程岩体自稳能力的评价。结合4个边坡工程10个坡段的应用性验证,表明依据文中方法获得的各边坡坡段的岩体质量分级以及该基于质量指标对边坡稳定性的评价结果与工程实际总体相符,提出的依据BQ的岩质边坡工程岩体分级方法是合适的。     

岩石边坡生态种植基试验研究

 配制144 种不同配比的种植基, 通过室外草坪草的培育试验,研究了种植基配比对草坪草生长的影响, 以及配比对种植基主要强度指标的影响, 并初步确定了4 种适合于高陡岩坡防护的生态种植基。     

岩体结构面对碎裂岩质边坡稳定性的影响

龙江特大桥是保(山)腾(冲)高速的控制性工程,研究桥址区的边坡稳定性至关重要。通过对某碎裂岩质边坡工程地质条件、边坡结构的研究,以岩体中结构面特征的分析为依据,结合GEO5有限元模拟,分析边坡破坏模式、形成机制和稳定性。结果表明边坡目前处于不稳定状态,失稳模式主要是由结构面和软弱夹层控制的岩体失稳。     

节理岩体边坡概率损伤演化规律研究

露天矿边坡岩体是含有大量空间上随机分布裂隙的三维损伤体，岩体的强度和内部裂隙分布在空间上均具有随机性，岩体损伤是一种概率损伤。应用三维节理网络模拟技术建立节理岩体损伤张量及概率分布规律的计算方法，综合应用Rosenblueth原理、损伤断裂力学与数值模拟等理论与技术，建立三维节理岩体概率损伤演化的耦合分析程序，通过对鞍钢眼前山露天铁矿南帮边坡岩体随采场逐渐下降过程中概率损伤演化规律的数值模拟，计算得出边坡岩体在不同开采阶段的损伤张量的均值与标准差，揭示节理岩体损伤张量在露天矿开采的空间和时间上的动态变化规律，建立露天矿不同开采阶段的边坡岩体三维随机损伤场，为评价露天矿边坡可靠性的动态变化规律奠定基础。     

山区公路高边坡微震监测与稳定性应用研究

山区公路高边坡的稳定是公路建设和运营过程中必须重视的重大问题,而有效监测是保证高边坡稳定的重要技术手段。依托实际工程详细介绍微震监测技术基本原理、微震监测系统以及现场监测方案等内容,运用微震监测系统对边坡开挖过程中的微震活动性进行实时监测,研究微震事件随着边坡开挖在时空上的分布规律,实现对边坡开挖过程的有效监控。并对土质边坡和土石过渡部位增加传统测斜监测技术,与微震监测数据相互补充分析。研究结果表明:微震监测技术可以对山区公路高边坡失稳进行有效预测和监控,为山区公路高边坡后期安全开挖和加固提供科学依据。     

边坡及洞室岩体的全空间块体拓扑搜索研究

 在一定空间区域内,由三维有限长的随机结构面及确定性结构面切割形成的所有块体的搜索问题,即全空间块体搜索问题,是裂隙岩体研究中十分重要的基础性课题。在随机结构面切割下全空间块体拓扑搜索一般方法研究基础上,进行边坡及洞室岩体的全空间块体搜索问题研究。给出计算分析过程,包括三维结构面网络模拟、结构面与边界面之间的交线分析、封闭回路分析、回路空间位置分析、孤立回路删除、相关回路分析以及封闭块体搜索等,并对其中的结构面与边界面交线求解进行重点讨论。对块体切割中出现的简单凸多面体及凹多面体、坑体、环体、腔体等4种块体类型进行分析,基于单连通和复连通回路的不同特点,讨论如何统一地对4种块体类型进行搜索分析,从而实现边坡/洞室岩体的全空间块体拓扑搜索技术。在此基础上,基于经典的块体理论,实现边坡/洞室工程中的块体渐进失稳分析技术。最后,针对边坡和洞室算例进行分析和讨论。     

基于自适应神经元模糊推理系统的岩质边坡稳定性评价方法

模糊理论在岩质边坡稳定性评价中存在的知识获取和自适应能力较低等方面不足,而神经网络在模糊推理方面欠缺,因此,提出基于自适应神经元模糊推理系统的边坡稳定性评价方法。通过模型结构的建立、模型训练和测试,得到可用于边坡稳定性评价的基于自适应神经元模糊推理系统模型。测试结果表明,该模型计算结果与边坡实际稳定系数十分接近,对边坡稳定性的预测结果也与实际相符。与基于神经网络方法的计算结果比较,该方法在建模简便程度及计算精度等方面明显具有优势。     

燕子垭高边坡危岩加固及稳定性分析

根据燕子垭高边坡危岩的实际情况,运用ANSYS软件对其加固前后的稳定性进行了有限元分析。程序中考虑了裂隙、孔隙水等因素对岩体整体稳定性的影响,并对加固前后岩体的应力、位移等方面进行了对比分析,为工程加固设计方案及其稳定性评价提供了理论依据。     

复杂岩质高边坡三维地质建模及虚拟现实可视化

结合复杂岩质高边坡工程三维地质建模和可视化需要,通过综合分析国内外在计算机图形学领域对描述空间拓扑关系的常用三维数据结构,提出基于半边B-Rep和裁减NURBS数据结构的边坡三维地质建模方法,实现具有复杂地质条件和基础洞室群的边坡工程三维模型拓扑关系的快速、准确建立,为边坡工程三维地质可视化提供高质量的几何数据和拓扑关系信息。分析计算机可视化技术的发展趋势和虚拟现实技术的特点,论证应用桌面级虚拟现实技术的X3D规范,实现边坡工程地质可视化的可行性。鉴于X3D灵活的场景交互和对复杂NURBS几何造型的支持,实现基于X3D的边坡工程虚拟现实场景的实时动态可视化、虚拟现实场景对象的可视化交互式查询。以锦屏一级水电站左岸边坡工程为例,给出三维地质虚拟现实可视化在边坡开挖进度模拟和地质超前预报、边坡地质条件可视化查询、边坡安全监测断面地质条件解析、边坡安全监测系统可视化查询和综合分析等方面的应用,为三维地质虚拟现实可视化方法在其他工程领域的应用拓展提供参考。