本文關(guān)鍵詞：基于照相量測的隧道地質(zhì)素描與巖體裂隙識別研究

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【摘要】：地質(zhì)編錄是隧道施工中一種重要的過程安全與風(fēng)險(xiǎn)控制手段和必不可少的工作環(huán)節(jié),地質(zhì)素描是地質(zhì)編錄的核心內(nèi)容,巖層裂隙特征識別分析則是地質(zhì)素描與一般巖體結(jié)構(gòu)的主要分析功能。為實(shí)現(xiàn)地質(zhì)編錄向計(jì)算機(jī)輔助作業(yè)和信息化管理的轉(zhuǎn)變,提升隧道工程施工中地質(zhì)編錄的技術(shù)水平,本文針對隧道工程的施工特點(diǎn),利用高效快速開發(fā)語言Delphi和組件式GIS二次開發(fā)工具Super Map Objects 2008,同時(shí)結(jié)合正攝影像測量理論,將數(shù)字圖像處理、工程地質(zhì)學(xué)、地理信息系統(tǒng)和程序設(shè)計(jì)等多學(xué)科交叉集成,旨在研究開發(fā)一個(gè)面向隧道開挖面產(chǎn)狀與巖體結(jié)構(gòu)特征識別分析的地質(zhì)素描與巖體裂隙識別程序系統(tǒng)。本文研發(fā)的系統(tǒng)基于經(jīng)過圖像圖形幾何處理、校準(zhǔn)和鑲嵌后的隧道地質(zhì)編錄的展示圖像,實(shí)現(xiàn)巖層產(chǎn)狀地質(zhì)編錄信息的提取、編輯、運(yùn)算一體化和巖體裂隙的識別分析,能夠有效的提高隧道施工地質(zhì)編錄的工作質(zhì)量。本文主要研究內(nèi)容及成果如下:(1)通過文獻(xiàn)歸納分析,闡述了基于數(shù)字照相的隧道開挖面的地質(zhì)編錄基本原理,明確了常見隧道洞型的平面展示圖與三維工程空間的坐標(biāo)映射關(guān)系及其轉(zhuǎn)換方程式。(2)研究了巖層節(jié)理面走向、傾角等產(chǎn)狀要素的計(jì)算原理并實(shí)現(xiàn)了基于GIS的隧道巖層產(chǎn)狀的素描方法與計(jì)算。即通過人機(jī)交互方式在素描底圖上畫線、描點(diǎn)獲取巖層節(jié)理面產(chǎn)狀要素信息來實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化的地質(zhì)素描。(3)研究并編程實(shí)現(xiàn)了基于GIS矢量編輯功能與數(shù)字圖像分析的巖體裂隙可視化表征方法。針對隧道開挖面或含有裂隙的巖體素描,通過計(jì)算巖體裂隙圖像的分形維數(shù)來分析裂隙的分布特征,以進(jìn)一步研究巖層或巖體的節(jié)理結(jié)構(gòu)特征。(4)基于GIS二次開發(fā)平臺,研制了隧道地質(zhì)素描與巖體裂隙分析的可視化程序系統(tǒng)并進(jìn)行了核心計(jì)算功能驗(yàn)證與初步工程應(yīng)用。系統(tǒng)的主要功能包括工作空間創(chuàng)建、素描底圖導(dǎo)入、圖像關(guān)鍵點(diǎn)與構(gòu)造線繪制、空間幾何坐標(biāo)轉(zhuǎn)換與查詢、巖層構(gòu)造線產(chǎn)狀計(jì)算、裂隙特征圖像分析、地質(zhì)素描計(jì)算結(jié)果的Excel與Word表格導(dǎo)出等。
【關(guān)鍵詞】：隧道 地質(zhì)編錄 照相量測 SuperMap Objects Delphi
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U452.11
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 1 緒論17-25
• 1.1 研究的背景及意義17
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-23
• 1.3 當(dāng)前存在的問題23
• 1.4 研究內(nèi)容與技術(shù)路線23-25
• 2 基于數(shù)字照相的隧道地質(zhì)素描基本方法25-36
• 2.1 隧道地質(zhì)素描的基本原理25-26
• 2.2 隧道與洞型空間映射模型26-33
• 2.3 巖層節(jié)理面產(chǎn)狀參數(shù)計(jì)算33-34
• 2.4 開挖面巖層產(chǎn)狀素描方法34-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 3 隧道地質(zhì)素描程序系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)36-75
• 3.1 地質(zhì)素描系統(tǒng)功能需求分析36-37
• 3.2 地質(zhì)素描系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)與架構(gòu)37-38
• 3.3 地質(zhì)素描系統(tǒng)編程與功能實(shí)現(xiàn)38-74
• 3.4 本章小結(jié)74-75
• 4 隧道地質(zhì)素描系統(tǒng)的關(guān)鍵計(jì)算功能驗(yàn)證75-95
• 4.1 直墻拱形隧道硐室的計(jì)算驗(yàn)證75-82
• 4.2 圓形隧道硐室的計(jì)算驗(yàn)證82-88
• 4.3 馬蹄形隧道硐室的計(jì)算驗(yàn)證88-94
• 4.4 本章小結(jié)94-95
• 5 地質(zhì)素描中巖體裂隙識別研究95-100
• 5.1 功能需求分析與系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)95
• 5.2 巖體裂隙識別的關(guān)鍵算法95-96
• 5.3 巖體裂隙識別模塊編程96-99
• 5.4 本章小結(jié)99-100
• 6 應(yīng)用實(shí)例100-111
• 6.1 隧道開挖面地質(zhì)素描100-103
• 6.2 巖石試樣裂隙識別103-110
• 6.3 本章小結(jié)110-111
• 7 結(jié)論與展望111-112
• 7.1 主要成果111
• 7.2 存在問題111
• 7.3 展望111-112
• 參考文獻(xiàn)112-117
• 作者簡歷117-119
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集119

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本文編號：826481