本文關(guān)鍵詞：綏陽石膏晶花洞形態(tài)特征與穩(wěn)定性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：綏陽雙河洞現(xiàn)探明長(zhǎng)度161.788公里,具有亞洲第一長(zhǎng)的洞穴系統(tǒng)美譽(yù),石膏晶花洞位于雙河洞洞穴系統(tǒng)皮硝洞內(nèi),山脈總體屬于大婁山山系的東支部分,出露地層以石膏質(zhì)白云巖為主,該洞為一大型干洞,洞頂、洞壁都被石膏沉積物所覆蓋,故稱為石膏晶花洞。考慮到石膏晶花洞自身環(huán)境的脆弱性易遭受破壞,且存在洞頂圍巖碎塊掉落的安全隱患,所以該洞穴至今仍未對(duì)外開放。為了實(shí)現(xiàn)其觀賞價(jià)值和研究?jī)r(jià)值,本文運(yùn)用三維激光掃描技術(shù)在不接觸無損害的條件下對(duì)該洞穴進(jìn)行場(chǎng)景重建,完整而真實(shí)的保存該洞穴的形態(tài)特征,對(duì)石膏晶花洞的成因進(jìn)行了淺析,為了深入研究在天然應(yīng)力場(chǎng)下石膏晶花洞是否穩(wěn)定,本文通過赤平投影法和數(shù)值模擬分析方法對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。論文取得的主要成果為:(1)通過野外三維掃描工作獲取了研究區(qū)內(nèi)高精度點(diǎn)云數(shù)據(jù),對(duì)他人洞穴的相關(guān)掃描方法總結(jié)。并對(duì)個(gè)人在掃描中遇到的問題進(jìn)行了討論,為他人洞穴掃描提出5點(diǎn)建議�？偨Y(jié)了對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)重建時(shí)采用的方法。利用了PCL這一種新的點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型構(gòu)建方式,結(jié)合Visual C++等語言實(shí)現(xiàn)了三角網(wǎng)格模型的構(gòu)建,并利用NURBS曲面重構(gòu)方法完成了最后模型的建立。(2)依據(jù)構(gòu)建的模型得到了更為精準(zhǔn)的洞穴平面圖和斷面圖,總結(jié)了不同標(biāo)段處洞穴的形態(tài)特征,并對(duì)石膏晶花洞的橫剖面形態(tài)特征做了詳細(xì)的劃分。對(duì)洞穴形成過程中所產(chǎn)生的次生沉積物進(jìn)行了總結(jié),重點(diǎn)對(duì)化學(xué)沉積物進(jìn)行了重建,方便人們從多角度對(duì)沉積物進(jìn)行觀測(cè)。石膏晶花洞主體洞內(nèi)各處均發(fā)育有石膏沉積物,本文依據(jù)水流狀態(tài)對(duì)洞段內(nèi)的石膏沉積形態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)的劃分。(3)分析了石膏晶花洞的成因,并對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。利用赤平投影法,根據(jù)穩(wěn)定系數(shù)K判定洞頂巖體處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。對(duì)石膏晶花洞進(jìn)行了洞段劃分,結(jié)合RMR分級(jí)法和現(xiàn)場(chǎng)定性分級(jí)法分析得出東、西洞段圍巖巖體質(zhì)量分級(jí)基本一致。(4)借助離散元程序UDEC,選取石膏晶花洞不同洞道(穹洞、狹窄甬道、大廳)三個(gè)具有代表性的橫剖面進(jìn)行數(shù)值模擬,模擬了石膏膨脹過程中,在頂板出現(xiàn)彎折并未發(fā)生滑脫階段,確定了影響因素(石膏膨脹力)與頂板最大脫落值之間的關(guān)系;分析了受膨脹力所引起的應(yīng)力場(chǎng)和位移重分布的情況:洞室頂拱豎直位移沿軸向分布,且圍巖剪切應(yīng)力值較大,洞室的大位移區(qū)段與應(yīng)力集中區(qū)域也發(fā)生在頂拱,除頂拱位置外,洞壁處是容易產(chǎn)生破壞與失穩(wěn)的區(qū)域。
【關(guān)鍵詞】：石膏晶花洞 形態(tài)特征 點(diǎn)云 白云巖 穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P642.25
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 1 緒論7-14
• 1.1 選題依據(jù)與研究意義7
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀7-10
• 1.2.1 洞穴研究7-9
• 1.2.2 洞室穩(wěn)定性研究9-10
• 1.3 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線10-11
• 1.4 主要工作與成果11-14
• 1.4.1 主要工作11-12
• 1.4.2 主要成果12-14
• 2 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境背景14-22
• 2.1 自然地理?xiàng)l件14-15
• 2.1.1 位置交通14-15
• 2.1.2 氣象水文15
• 2.2 地質(zhì)環(huán)境條件15-22
• 2.2.1 地形地貌15-16
• 2.2.2 地層巖性16-18
• 2.2.3 地質(zhì)構(gòu)造18-20
• 2.2.4 水文地質(zhì)條件20
• 2.2.5 新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地震20-21
• 2.2.6 不良地質(zhì)現(xiàn)象21-22
• 3 石膏晶花洞數(shù)據(jù)獲取及模型重建22-35
• 3.1 概述22
• 3.2 石膏晶花洞數(shù)據(jù)獲取22-25
• 3.2.1 三維掃描軟件簡(jiǎn)介22-23
• 3.2.2 三維激光掃描獲取數(shù)據(jù)23-25
• 3.3 石膏晶花洞模型重建25-32
• 3.3.1 洞穴模型初始建立25-31
• 3.3.2 洞穴模型優(yōu)化建模31-32
• 3.4 洞穴掃描的困難及建議32-33
• 3.5 小結(jié)33-35
• 4 石膏晶花洞形態(tài)特征研究35-58
• 4.1 概述35
• 4.2 洞穴發(fā)育特征35-39
• 4.3 洞穴形態(tài)特征39-49
• 4.3.1 洞穴形態(tài)39
• 4.3.2 平面展布形態(tài)39-41
• 4.3.3 剖面形態(tài)特征41-49
• 4.4 洞穴小形態(tài)49-51
• 4.4.1 形態(tài)分類49
• 4.4.2 主要形態(tài)類型的基本特征49-51
• 4.5 洞穴次生沉積物51-57
• 4.5.1 機(jī)械堆積物51-52
• 4.5.2 洞穴石膏晶花52-57
• 4.6 小結(jié)57-58
• 5 石膏晶花洞成因淺析58-61
• 5.1 洞穴成因研究58-59
• 5.2 石膏晶花洞成因淺析59-60
• 5.3 小結(jié)60-61
• 6 石膏晶花洞穩(wěn)定性研究61-90
• 6.1 概述61
• 6.2 穩(wěn)定性定性研究61-64
• 6.2.1 赤平投影法61-63
• 6.2.2 洞室圍巖分級(jí)63-64
• 6.3 石膏膨脹性質(zhì)對(duì)洞腔穩(wěn)定性影響64-65
• 6.4 洞穴穩(wěn)定性數(shù)值模擬65-88
• 6.4.1 軟件的簡(jiǎn)介65-66
• 6.4.2 模擬的實(shí)際問題及目的66-67
• 6.4.3 模擬結(jié)果分析67-88
• 6.5 小結(jié)88-90
• 7 結(jié)論90-91
• 致謝91-92
• 參考文獻(xiàn)92-96
• 附錄96-97

  本文關(guān)鍵詞：綏陽石膏晶花洞形態(tài)特征與穩(wěn)定性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：290941