【摘要】：隧道揭露圍巖巖體結(jié)構(gòu)的有效獲取與準(zhǔn)確分析是隧道及地下工程安全施工的前提,但針對巖體結(jié)構(gòu)信息的獲取、識別與分析目前尚無成熟的理論與方法。傳統(tǒng)巖體結(jié)構(gòu)信息獲取方法如地質(zhì)羅盤法,面臨獲取數(shù)據(jù)不全面、耗時、失真的問題;新興的攝影測量、激光掃描等方法,面臨隧道環(huán)境適應(yīng)性差的難題。目前巖體結(jié)構(gòu)信息自動識別方法僅圍繞二維信息進(jìn)行,無法直接進(jìn)行三維產(chǎn)狀分析,而結(jié)構(gòu)面拓延規(guī)模也基本假定為無限延伸。在巖體結(jié)構(gòu)信息分析方面,缺乏復(fù)雜形狀塊體穩(wěn)定性分析的理論與方法。針對以上問題,提出優(yōu)化及解決方法,并進(jìn)行工程現(xiàn)場應(yīng)用,為隧道及地下工程的安全施工提供強(qiáng)有力的保障。(1)設(shè)計了隧道環(huán)境模擬試驗(yàn)系統(tǒng),開展水汽-粉塵非直接耦合條件下激光衰減特性及圖像解析度衰減特性模擬試驗(yàn),研究了不同粉塵濃度、濕度環(huán)境下激光衰減性與成像效果,提出了隧道復(fù)雜環(huán)境三維激光掃描、攝影測量參數(shù)設(shè)置方案,增強(qiáng)兩類信息采集方法的隧道環(huán)境適應(yīng)性。(2)針對巖體結(jié)構(gòu)信息獲取難題,研發(fā)基于真彩點(diǎn)云的隧道巖體結(jié)構(gòu)自動探測裝備,自主研發(fā)針對隧道施工路況的高機(jī)動性行進(jìn)系統(tǒng)、基于真彩點(diǎn)云的數(shù)據(jù)自動化采集系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),使裝備具備智能行進(jìn)、自動探測、遠(yuǎn)程控制及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?實(shí)現(xiàn)巖體結(jié)構(gòu)信息的無人、高效、準(zhǔn)確的獲取。(3)針對巖體結(jié)構(gòu)信息識別與分析難題,通過研究二維巖體結(jié)構(gòu)特征自動識別方法,建立影像數(shù)據(jù)與三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)融合的巖體結(jié)構(gòu)信息模型,據(jù)此提出巖體結(jié)構(gòu)三維特征識別方法;分析結(jié)構(gòu)面拓延規(guī)模與揭露的結(jié)構(gòu)面跡線的關(guān)系,建立結(jié)構(gòu)面全跡長與直徑概率關(guān)系模型,提出巖體結(jié)構(gòu)信息的自動識別與規(guī)模預(yù)測方法,;研究基于三維數(shù)字模型結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀提取方法:提出基于三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的復(fù)雜形狀塊體穩(wěn)定性分析方法,建立不穩(wěn)定塊體失穩(wěn)模式快速判別方法,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀塊體穩(wěn)定性快速分析。研究巖體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析算法,開發(fā)GeologyPlane V2.1巖體結(jié)構(gòu)分析程序。
【圖文】：

逡逑２．１．１環(huán)境模擬模塊逡逑環(huán)境模擬模塊如圖２．１所示，由密封裝置，揚(yáng)塵裝置，監(jiān)測裝置三部分構(gòu)成。逡逑密封裝置制造了一個透明可控的封閉環(huán)境，揚(yáng)塵裝置實(shí)現(xiàn)粉塵顆粒及水汽的內(nèi)逡逑部循環(huán)，解決了隧道環(huán)境模擬問題。而監(jiān)測裝置，實(shí)現(xiàn)了密封環(huán)境內(nèi)粉塵濃度、逡逑濕度、光照強(qiáng)度的實(shí)時監(jiān)測，通過控制進(jìn)料量，可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)的有效調(diào)控。逡逑ｍ逡逑圖２．１環(huán)境模擬試驗(yàn)系統(tǒng)逡逑９逡逑

逡逑２．１．１環(huán)境模擬模塊逡逑環(huán)境模擬模塊如圖２．１所示，由密封裝置，揚(yáng)塵裝置，監(jiān)測裝置三部分構(gòu)成。逡逑密封裝置制造了一個透明可控的封閉環(huán)境，，揚(yáng)塵裝置實(shí)現(xiàn)粉塵顆粒及水汽的內(nèi)逡逑部循環(huán)，解決了隧道環(huán)境模擬問題。而監(jiān)測裝置，實(shí)現(xiàn)了密封環(huán)境內(nèi)粉塵濃度、逡逑濕度、光照強(qiáng)度的實(shí)時監(jiān)測，通過控制進(jìn)料量，可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)的有效調(diào)控。逡逑ｍ逡逑圖２．１環(huán)境模擬試驗(yàn)系統(tǒng)逡逑９逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U452.12

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本文編號：2640919