本文關(guān)鍵詞：巖體結(jié)構(gòu)面幾何參數(shù)獲取的數(shù)字化方法及三維網(wǎng)絡(luò)模型研究　出處：《南京理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：高放廢物地質(zhì)處置場址的巖體結(jié)構(gòu)面發(fā)育特征的系統(tǒng)研究尤為重要。采用人工現(xiàn)場接觸測量、近景攝影測量、GPS-RTK技術(shù)等多種調(diào)查方法,獲取了甘肅北山高放廢物處置預(yù)選場址大量結(jié)構(gòu)面信息。在此背景下,主要做了以下幾方面工作與研究：(1)以甘肅北山芨芨槽塊段測區(qū)野外調(diào)查數(shù)據(jù),研究開發(fā)了巖體結(jié)構(gòu)面幾何特征參數(shù)獲取的數(shù)字化方法。這一方法的應(yīng)用基礎(chǔ)為跡線三維模型,此模型實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)面信息的可視化。同時,編程實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)面跡長、產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)面間距及面密度參數(shù)的自動化計算。該方法提高了野外測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計效率,解決了野外測量中結(jié)構(gòu)面間距及面密度數(shù)據(jù)難以大量獲取的問題,并可廣泛用于GPS-RTK、攝影測量、三維激光掃描等技術(shù)獲取巖體結(jié)構(gòu)面信息的后處理。(2)完成了研究區(qū)結(jié)構(gòu)面跡長、間距及面密度參數(shù)的統(tǒng)計分析與研究。將數(shù)字化方法應(yīng)用于芨芨槽塊段測區(qū),其巖體幾何特征參數(shù)的統(tǒng)計結(jié)果顯示：跡長服從對數(shù)正態(tài)分布；結(jié)構(gòu)面間距及面密度均服從雙參數(shù)負指數(shù)分布。同時,對面密度的估算方法進行了系統(tǒng)研究,利用實測數(shù)據(jù)驗證了Mauldon估算方法的準確性并發(fā)現(xiàn)應(yīng)用圓形或矩形測窗對最終估值影響很小。此外,基于數(shù)字化面密度統(tǒng)計方法并結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查,研究并確定了芨芨槽場區(qū)斷層、十月井斷裂帶對結(jié)構(gòu)面密度的影響范圍。(3)建立了研究區(qū)巖體結(jié)構(gòu)面三維網(wǎng)絡(luò)模型,并以差分進化算法對圓盤直徑參數(shù)進行優(yōu)化。通過數(shù)字測窗離散化模擬空間,以單個測窗面密度確定對應(yīng)模擬空間的體密度來建立初始模型,其結(jié)構(gòu)面圓盤圓心整體上呈非均勻分布。此后,借助差分進化算法以實測跡長參數(shù)為基準編程實現(xiàn)了圓盤直徑參數(shù)的優(yōu)化,優(yōu)化效果顯著。(4)基于優(yōu)化三維網(wǎng)絡(luò)模型進行了巷道開挖的塊體識別研究。參考基于拓撲原理的塊體搜索方法,通過簡化封閉回路及封閉塊體的搜索,編程實現(xiàn)了巷道面有限塊體的識別。同時,對塊體的幾何形態(tài)、體積進行了統(tǒng)計分析,研究了組成塊體的結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀分布情況,并據(jù)此判斷主導(dǎo)塊體形成的結(jié)構(gòu)面分組。研究結(jié)果可為該區(qū)域巷道支護工程提供參考。
[Abstract]:It is very important to systematically study the development characteristics of rock mass structural plane at the geological disposal site of high-level radioactive waste. Many investigation methods such as artificial field contact survey, close range photogrammetry and GPS-RTK technique are adopted. A large amount of structural surface information of the high level radioactive waste disposal site in Beishan Gansu Province was obtained. Under this background, the following work and research were done mainly in the following aspects: 1) based on the field investigation data of the Bletilla striata trough section in Beishan, Gansu Province. A digital method for obtaining geometric characteristic parameters of rock mass structural plane is developed. The application of this method is based on 3D trace model, which realizes the visualization of structural plane information. At the same time. The automatic calculation of structural surface trace length, occurrence, structure plane spacing and surface density parameters is realized by programming, and the statistical efficiency of field measurement data is improved by this method. It can be widely used in GPS-RTK photogrammetry. Three-dimensional laser scanning and other techniques to obtain rock mass structure plane information post-processing. 2) completed the study area of structural surface trace length. The statistical analysis and study on the parameters of spacing and surface density. The digital method is applied to the measurement area of the striata striata trough segment. The statistical results of the geometric parameters of the rock mass show that the trace length is distributed from the logarithmic normal distribution; The spatial distance and density of the structure are distributed by two parameter negative exponents. At the same time, the method of estimating the density on the opposite side is studied systematically. The accuracy of the Mauldon estimation method is verified by the measured data, and it is found that the application of circular or rectangular window has little effect on the final estimation. In addition, based on the digital surface density statistics method and field survey. The influence of well fracture zone on the density of structural plane in October is studied and determined. A three-dimensional network model of rock mass structural plane in the study area is established. The diameter parameters of the disk are optimized by differential evolution algorithm. The initial model is established by discretization of simulation space by digital window, and the volume density of corresponding simulation space is determined by single window surface density. The center of the disk is distributed unevenly on the whole. After that, the optimization of the diameter parameters of the disk is realized by using the measured trace length parameter as the benchmark programming with the help of the differential evolution algorithm. Based on the optimized three-dimensional network model, the block identification of roadway excavation is studied. Referring to the block search method based on topology principle, the search of closed loop and closed block is simplified. At the same time, the geometric shape and volume of the block are statistically analyzed, and the occurrence and distribution of the structural surface of the block are studied. Based on this, the structural surface grouping formed by the dominant block is judged. The research results can be used as a reference for the roadway support engineering in this area.
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU45

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本文編號：1392186