基於DCRP的岩體複雜結構與質量表征參數精細描述

《基於DCRP的岩體複雜結構與質量表征參數精細描述》是依託吉林大學，由王鳳艷擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於DCRP的岩體複雜結構與質量表征參數精細描述
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王鳳艷
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

岩體是非均質、非連續的複雜介質，依據岩體結構控制論，通過露頭或開挖面的結構面測量，可以描述和認知複雜結構岩體空間分布的隨機特徵。尤其在數字近景攝影測量(DCRP)技術支持下，突破傳統人工測窗法局限性，實現全景露頭結構面的高精度測量，從而更加精細地定量表征岩體複雜結構與質量參數。因此開展基於DCRP的岩體複雜結構與質量表征參數的精細描述，旨在推動岩體工程地質力學和統計岩體力學的發展。 以裂隙岩質邊坡為對象，運用大地測量、計算機視覺和測量平差理論進行基於三維控制場的相機標定；套用數字近景攝影測量建立邊坡三維模型，精細測算邊坡全景露頭結構面信息，包括跡長、產狀、間距、隙寬、RQD、粗糙度、起伏度、連通率、風化程度、地下水等，提出岩體質量表征新參數-裂隙面積比率；採用機率統計理論和誤差理論最佳化研究結構面參數的分布特徵，實現岩體複雜結構與質量表征參數的精細描述，進而提供可靠參數評價邊坡岩體質量。

結題摘要

岩體是非均質、非連續的複雜介質，依據岩體結構控制論，通過露頭或開挖面的結構面測量，可以描述和認知岩體複雜結構空間分布的隨機特徵。尤其在數字近景攝影測量(DCRP)技術支持下，突破傳統人工測窗法局限性，實現全景露頭結構面的高精度測量，從而更加精細地定量表征岩體複雜結構。因此開展基於DCRP的岩體複雜結構與質量表征參數的精細描述，旨在推動岩體工程地質力學和統計岩體力學的發展。 以裂隙岩質邊坡為對象，運用工程地質學、大地測量學、攝影測量學、計算機視覺、空間幾何、非線性理論等，從地質調查、攝影測量、參數精細描述、岩體質量評價四個方面開展工作：1、地質調查：確立了從地形地貌、地層岩性、地質構造、力學參數、地震、不良現象等認知邊坡穩定性影響因素，研究了基於無人機攝影測量進行工程地質條件調查方法；2、攝影測量：從控制測量、數字攝影、邊坡建模、結構面量測等環節獲取結構面測量數據，重點研究相機標定室外控制場的建設方法及準則、基於計算機視覺和光束法平差的相機標定模型，探討了基於無人機傾斜攝影的結構面信息獲取方法；3、參數精細描述：基於攝影測量獲取的結構面數據，建立了跡線、產狀、間距、隙寬、RQD、產狀分組、連通率等幾何參數解算模型和粗糙度、起伏度、膠結類型、地下水等非幾何參數描述準則，依據這些參數模型和描述準則，獲取精細描述岩體結構的各類參數；並進一步進行幾何參數的機率分布擬合，為裂隙三維網路模擬提供關鍵參數；4、岩體質量評價：基於獲取的結構面參數，結合岩體力學實驗和野外調查數據，在採用RMR、Q分類的基礎上，分別採用分形幾何、模糊數學、雲模型等進行岩體質量評價，為邊坡穩定性分析提供岩體質量指標。 通過上述研究，提出了基於DCRP的岩體複雜結構與質量表征參數精細描述的一系列模型、方法及準則，據此編制了基於室外大型三維控制場的相機標定軟體和結構面信息解算與分析系統，可以快速實現岩質邊坡結構面信息的測量與岩體結構的精細描述，提出了跡線分形特徵的岩體質量評價指標，探討了基於模糊數學、雲模型等的岩體質量評價方法，以改變傳統人工接觸測量結構面信息的高耗低效、獲取信息不全面的現狀，快速提供大量真實、可信、紮實的岩體結構數據評價工程岩體穩定性，滿足工程快速施工需求。