在地下空間開發(fā)工程中,不可避免的會遇到不良地質構造,對不良地質條件下的巖土工程穩(wěn)定性進行分析及評價變得尤為重要。目前,基于地球物理勘探資料,利用先進的計算機信息技術建立高精度的三維網(wǎng)格模型,對構建的三維網(wǎng)格模型進行數(shù)值分析,是巖土工程領域研究的熱點之一。本文提出一種基于CT探測技術的不良地質構造三維網(wǎng)格模型重構方法,在詳細介紹三維網(wǎng)格模型重構理論背景的基礎上,開展彈性波CT探測仿真和三維網(wǎng)格模型重構,并從仿真度和承載力分析兩個方面對三維網(wǎng)格模型重構方法的建模精度進行檢驗。最后通過開展彈性波CT探測現(xiàn)場試驗評價三維網(wǎng)格模型重構方法的適應性,并對不良地質構造的承載力和注漿加固效果進行了評價。首先以三維可視化和三維網(wǎng)格構建為基礎進行了三維網(wǎng)格模型重構方法理論研究。對比三維可視化建模面繪制、體繪制的優(yōu)缺點和適用性,提出了基于區(qū)塊化Kriging插值的體繪制三維可視化建模方法。在三維網(wǎng)格構建理論中,采用峰值法進行材料分割,以六面體網(wǎng)格為單元進行網(wǎng)格劃分和材料屬性映射。論文提出了用于孤立點簇過濾的累計標記法,有效提高建模精度的同時,又可以控制模型中網(wǎng)格單元的規(guī)模,提高計算效率�？紤]溶洞和探測鉆孔之... 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術路線圖

上海交通大學碩士學位論文12由表2-1可以看出，就面繪制和體繪制法的可視化效果來說，體繪制方法效果更好，隨著計算機硬件技術的快速發(fā)展，體繪制算法內(nèi)存需求大、繪制速度慢的特點也逐漸被克服。本文所研究的對象是灰?guī)r中的巖溶不良地質體，其空間分布狀態(tài)具有離散性大，形狀不規(guī)則等特點，體繪制法三維可視化建模對其空間分布狀態(tài)和形狀有較高的還原度，也使得對其進行力學分析的可靠性較高。2.1.2區(qū)塊化Kriging插值三維空間插值是重現(xiàn)三維地質空間的重要手段與方法，Kriging插值法是一種基于協(xié)方差函數(shù)求最優(yōu)、線性、無偏的空間插值方法，可實現(xiàn)基于二維CT切片的三維可視化過程，且插值效果穩(wěn)定。傳統(tǒng)的三維可視化方法要求將二維切片展示在三維空間中，直接進行Kriging插值，這樣做并不適合本文所述彈性波CT切片的排布方式。在基于彈性波CT法的不良地質探測中，CT切片相交將探測區(qū)域劃分成若干個五面體，若直接進行Kriging插值，每個五面體內(nèi)離散數(shù)據(jù)點的插值對象不僅包括五面體的三個側面，還包括其他彈性波CT切片，模型的精確度大大降低。在插值過程中，將彈性波探測區(qū)域區(qū)塊化，以彈性波CT切片及其交線為邊界把探測區(qū)域劃分若干五面體，并對插值對象和離散數(shù)據(jù)點進行約束，以三個側面為插值對象，對五面體內(nèi)各離散數(shù)據(jù)點進行Kriging插值，如圖2-1所示。圖2-1三維空間區(qū)塊化示意圖Fig.2-13Dblockdiagram因此，在對二維CT切片進行三維空間展布后，對插值對象和離散數(shù)據(jù)點進行區(qū)塊化約束后插值，有效的提高了模型的精確度。

上海交通大學碩士學位論文17次序，將當前數(shù)據(jù)點的6個鄰點，分為3個前鄰和3個后鄰，當前數(shù)據(jù)點和三個前鄰點的值G(i,j,k)、G(i-1,j,k)、G(i,j-1,k)和G(i,j,k-1)分別記為Gs、G1、G2和G3。圖2-2鄰點示意圖Fig.2-2Diagramofadjacentpoints采用依次沿i、j、k正方向的掃描方式對數(shù)據(jù)點陣進行順序標記，若首先以G(i,j,k)=1的數(shù)據(jù)點為需要標記的目標，則G(i,j,k)=0的數(shù)據(jù)點暫無需標記。綜合所有聚集簇數(shù)據(jù)點整合情況，當前數(shù)據(jù)點為目標點時，當前元素的8種前鄰狀態(tài)及聚集簇整合情況列于表2-2中。表中，m1、m2、m3分別為三個前鄰點(i-1,j,k)、(i,j-1,k)和(i,j,k-1)所在原聚集簇中數(shù)據(jù)點數(shù)目。表2-28種前鄰狀態(tài)及聚集簇整合情況Table2-2EightkindsofadjacentstateandclusterintegrationCaseGsG1G2G3聚集簇m(1)1000新建分組1(2)1100分組不變m1+1(3)1010分組不變m2+1(4)1001分組不變m3+1(5)1110分組合并m1+m2+1(6)1101分組合并m1+m3+1(7)1011分組合并m2+m3+1(8)1111分組合并m1+m2+m3+1完成上述累計標記掃描后，以G(i,j,k)=0的數(shù)據(jù)點為需要標記的目標，再次進行掃描。所有數(shù)據(jù)點根據(jù)其前鄰狀態(tài)被分配至不同的聚集簇，將數(shù)據(jù)點數(shù)m小于一定值的聚集簇定義為孤立點簇，并對孤立點簇的材料屬性值G(i,j,k)進行轉

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]基于CT圖像的腎上腺腫瘤數(shù)字化三維重建模型在腹腔鏡下腎上腺切除術中的應用研究[D]. 劉奇.南方醫(yī)科大學 2018
[2]基于煤巖體CT圖像裂隙三維重建及其特性研究[D]. 劉敏.中國礦業(yè)大學 2017
[3]井間地震CT技術及其在鐵路巖溶勘察中的應用[D]. 張連偉.天津大學 2014
[4]CT圖像三維重建技術的研究與應用[D]. 韓成虎.華南理工大學 2010
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[6]基于骨骼CT圖象的三維重構[D]. 姚國鵬.西安科技大學 2003



本文編號：3036083