【摘要】：近些年,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展和城市文化水平的不斷提高,修建了很多水利水電、交通能源、城鎮(zhèn)建設(shè)等大型工程,在這些工程建設(shè)中,很多情況下都涉及到巖體邊坡的穩(wěn)定性問(wèn)題,巖體邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)對(duì)于保障人民生命及財(cái)產(chǎn)安全具有重要的意義。巖體結(jié)構(gòu)面信息是控制邊坡穩(wěn)定性的重要因素,因此在巖體邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)時(shí),首先應(yīng)該進(jìn)行大量隨機(jī)巖體邊坡結(jié)構(gòu)面的信息調(diào)查。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)面信息調(diào)查方法主要以人工羅盤(pán)接觸測(cè)量為主,由于該方法是接觸巖體結(jié)構(gòu)面直接測(cè)量,因此是目前較為可靠的結(jié)構(gòu)面信息采集方法。但是該方法存在著勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、采集的范圍以及獲取的信息有限等缺陷,尤其是在高陡邊坡以及金屬礦邊坡,此方法的應(yīng)用在很大程度上受到限制,無(wú)法滿(mǎn)足工程勘查需求。因此,數(shù)字近景攝影測(cè)量技術(shù)憑借其非接觸測(cè)量、速度快、精度高、獲取信息量大等優(yōu)點(diǎn),被廣大專(zhuān)家學(xué)者應(yīng)用到工程地質(zhì)測(cè)量工作中,為傳統(tǒng)的工程地質(zhì)測(cè)量開(kāi)辟了一條新思路、新方法。經(jīng)過(guò)眾多專(zhuān)家學(xué)者長(zhǎng)時(shí)間的理論研究與工程實(shí)踐,目前應(yīng)用數(shù)字近景攝影測(cè)量獲取巖體邊坡結(jié)構(gòu)面信息的技術(shù)已經(jīng)趨于成熟,并能在工程實(shí)際中發(fā)揮其優(yōu)勢(shì),快速準(zhǔn)確地獲取大量結(jié)構(gòu)面信息,為巖體邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供可靠準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。對(duì)于巖體邊坡穩(wěn)定性的評(píng)價(jià),主要是對(duì)巖體質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。表征巖體質(zhì)量的參數(shù)主要有產(chǎn)狀、跡長(zhǎng)、連通率以及巖石質(zhì)量指標(biāo)(RQD)等,其中RQD是反映整個(gè)巖體邊坡完整性的指標(biāo),是巖體邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的重要依據(jù),因此獲取準(zhǔn)確可靠的RQD對(duì)于巖體邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)具有研究意義。對(duì)于RQD的獲取國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了概率模型法、三維網(wǎng)絡(luò)模擬法及窗口測(cè)線(xiàn)法獲取RQD的研究。綜合比較,概率模型法及網(wǎng)絡(luò)模擬法受生成模型的誤差影響獲取的RQD很難作為巖體整體質(zhì)量評(píng)價(jià)的指標(biāo);窗口測(cè)線(xiàn)法獲取的RQD不能真實(shí)反映巖體三維空間狀態(tài)。數(shù)字近景攝影測(cè)量具有遙測(cè)、成本低、容易實(shí)現(xiàn)、勞動(dòng)強(qiáng)度小、獲取全景露頭信息等優(yōu)勢(shì),開(kāi)展基于數(shù)字近景攝影測(cè)量的巖體RQD獲取研究,擬從數(shù)據(jù)獲取、方法模型方面對(duì)RQD獲取進(jìn)行改善。本文以長(zhǎng)春凈月東升采石場(chǎng)為研究區(qū),基于數(shù)字近景攝影測(cè)量技術(shù),非接觸量測(cè)巖體邊坡全景露頭大量結(jié)構(gòu)面的空間跡長(zhǎng)、產(chǎn)狀信息,并且將跡線(xiàn)三維坐標(biāo)分別投影到Y(jié)OZ、YOX以及XOZ三個(gè)投影面,采用不同間距布設(shè)不同方向測(cè)線(xiàn)的方法來(lái)計(jì)算各個(gè)投影面上的RQD值,進(jìn)而綜合對(duì)比分析,加權(quán)平均獲取RQD值。在跡線(xiàn)三維數(shù)據(jù)信息獲取時(shí),針對(duì)植被及崩塌碎石遮擋而不能采集的空白區(qū),通過(guò)判斷測(cè)線(xiàn)與空白區(qū)的交切關(guān)系,剔除空白區(qū)的影響,進(jìn)而有效地計(jì)算RQD值,大大提高RQD值的準(zhǔn)確性,減少了計(jì)算誤差。本文還研究了不同方向測(cè)線(xiàn)及測(cè)線(xiàn)間距對(duì)RQD的影響,發(fā)現(xiàn)RQD具有明顯的尺度效應(yīng)。同時(shí)根據(jù)產(chǎn)狀對(duì)結(jié)構(gòu)面進(jìn)行分組,計(jì)算各組結(jié)構(gòu)面的平均間距,為裂隙巖體的質(zhì)量評(píng)價(jià)提供可靠的參數(shù)依據(jù)。綜上所述,本文取得以下研究成果:(1)基于數(shù)字近景攝影測(cè)量的結(jié)構(gòu)面信息獲取。數(shù)字近景攝影測(cè)量獲取結(jié)構(gòu)面信息分為外業(yè)工作和內(nèi)業(yè)工作。外業(yè)工作主要包括基于免棱鏡全站儀空間極坐標(biāo)法控制測(cè)量、邊坡影像獲取與校正;內(nèi)業(yè)工作主要包括基于數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站Virtuo Zo的邊坡三維建模以及基于空間坐標(biāo)的結(jié)構(gòu)面信息解算模型的信息解譯等。研究表明,該方法可以快速獲取巖體邊坡全景露頭大量隨機(jī)結(jié)構(gòu)面信息。(2)三視投影的加權(quán)RQD獲取。提出“三二三”法,即將復(fù)雜的三維問(wèn)題投影到三個(gè)相互垂直的平面上,在各投影面下分別布設(shè)不同方向的測(cè)線(xiàn),根據(jù)各投影面跡線(xiàn)分布面積,確定各投影面RQD值的權(quán)重系數(shù),對(duì)各投影面RQD進(jìn)行加權(quán)平均,將二維問(wèn)題轉(zhuǎn)化成三維問(wèn)題,獲得具有三視投影的加權(quán)RQD,作為評(píng)價(jià)巖體完整性質(zhì)量的指標(biāo)。(3)顧及空白區(qū)影響的RQD模型改進(jìn)。針對(duì)植被及崩塌碎石遮擋而不能進(jìn)行結(jié)構(gòu)面信息采集的空白區(qū),通過(guò)判斷測(cè)線(xiàn)與空白區(qū)的交切關(guān)系,提出顧及空白區(qū)影響的RQD改進(jìn)模型,獲取的RQD與未顧及空白區(qū)影響得到的RQD對(duì)比,發(fā)現(xiàn)空白區(qū)的存在對(duì)RQD的影響在10%左右,影響巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)的等級(jí)。(4)測(cè)線(xiàn)間距的尺度效應(yīng)研究。通過(guò)布設(shè)不同方向、不同間距的測(cè)線(xiàn)獲取RQD,發(fā)現(xiàn)RQD隨測(cè)線(xiàn)間距的變化而顯著變化,因此測(cè)線(xiàn)間距具有尺度效應(yīng)。當(dāng)測(cè)線(xiàn)間距在0-1m時(shí),各投影面的RQD值變化在1%左右,RQD值較穩(wěn)定;當(dāng)測(cè)線(xiàn)間距在1m-4m時(shí),各投影面的RQD值變化在12%左右,RQD值變化較大;因此對(duì)于本所文研究的邊坡而言,1m為其最佳測(cè)線(xiàn)間距。研究成果具有理論和工程實(shí)踐意義。
【圖文】：
的基本關(guān)系式則上是由共線(xiàn)條件方程式推演而來(lái)，基于共線(xiàn)條的對(duì)應(yīng)關(guān)系[63]。如公式（2-1）所示，在顧及不正情況下，可改寫(xiě)共線(xiàn)條件方程成如下形式：( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) + + + + += + + + + += SSSSSSySSSSSSxaXXbYYcZZaXXbYYcZZyδfaXXbYYcZZaXXbYYcZZxδf33322203331110…差改正數(shù)（包含 ds、d β）。如圖 2.5 所示，c-xy 為在以像主點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，，不包含線(xiàn)性誤差的像 dβ 誤差的像點(diǎn) p 的坐標(biāo)為 ( )21om ,om、既包含不正的像點(diǎn) p 的坐標(biāo)（實(shí)際在 p’點(diǎn)）為( )21om ,om′ 。y
圖 2.6 全站儀垂距測(cè)量法高程測(cè)量原理常采用空間極坐標(biāo)測(cè)量法，由于巖體邊坡大多陡峭難用全站儀免棱鏡模式對(duì)邊坡表面控制點(diǎn)進(jìn)行空間極坐全站儀的三軸交點(diǎn)，以真北方向?yàn)?X 軸，天頂方向控制點(diǎn)，在點(diǎn) O 處通過(guò)全站儀免棱鏡模式測(cè)量 OP制點(diǎn) P 的三維坐標(biāo)為： = = = ZrcosYrsinθsinXrsinθcosPPP………………XZ( )PPPPX,Y,Z
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：P234.1
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號(hào)：
2640167
