【摘要】：巖石邊坡的穩(wěn)定性主要受坡體內部大量發(fā)育的結構面控制,準確、高效、全面獲取巖體結構面信息,對邊坡的穩(wěn)定性分析有著重要意義。此外,邊坡變形監(jiān)測是對邊坡穩(wěn)定性進行預測預警的重要技術手段,通過對邊坡大量變形數(shù)據(jù)的分析,從而為邊坡的穩(wěn)定性預測提供重要依據(jù)。三維激光掃描技術作為一種新興的測繪方法,可以實現(xiàn)遠距離、高精度、高效率的快速掃描,通過向被測物體發(fā)射激光點來獲取目標對象表面真實的三維坐標信息。三維激光掃描技術可以快速獲取邊坡表面的點云數(shù)據(jù),然后對其進行結構信息的提取和變形的監(jiān)測分析。本文將測繪學和巖土工程緊密結合,對基于三維激光掃描技術的巖體結構信息全自動提取和邊坡變形監(jiān)測進行了深入研究,主要取得了以下成果:(1)對三維激光掃描技術的發(fā)展現(xiàn)狀進行了概括歸納,全面的介紹了其技術原理和技術特色。并且總結歸納了當前巖體結構信息采集和邊坡變形監(jiān)測的主流方法,分析了基于三維激光掃描技術的巖體結構信息提取和變形監(jiān)測的優(yōu)勢。(2)對三維激光掃描技術的數(shù)據(jù)獲取與處理流程進行了詳細的介紹,其中包括:如何選擇掃描儀的架設位置;如何根據(jù)工程需求設置掃描點間距;點云著色的方法;坐標轉換的原理等。(3)研究了基于3D點云數(shù)據(jù)的巖體結構面全自動提取方法�；诟倪M的Ransac算法對CloudCompare的形狀提取插件RSD(Ransac Shape Detection)做了二次開發(fā),將之改編成可以適用于巖體結構面提取的插件RDD(Ransac Discontinuity Detection)。使用Concave算法描繪出了結構面的真實邊界,從而計算出結構面的真實面積。(4)提出了基于3D點云數(shù)據(jù)的巖石塊體全自動提取方法�；诮Y構面的提取結果,編制程序對結構面的相交情況進行統(tǒng)計,構建了候選塊體,再使用Floodfill算法和體積法對真實塊體和虛擬塊體進行識別,最終統(tǒng)計出塊體的塊度。(5)提出了以特征塊體為研究對象的邊坡變形監(jiān)測方法,能夠以較高的精度監(jiān)測到塊體10 mm以內的偏移,以及塊體各個結構面的面積變化情況,與此同時還可以監(jiān)測塊體旋轉等復雜變形情況。
【學位授予單位】：武漢大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU457
【圖文】：

圖１－１地質羅盤測量結構面逡逑

圖２－４掃描機位圖逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2721914