[发明专利]一种岩体RQDt快速自动求解绘制方法

权利要求书

1.一种岩体RQDt快速自动求解绘制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)结构面三维激光扫描快速获取，过程如下：

1.1：根据扫描目标和场地条件，选择扫描机位点，架设三脚架，架设中要确保仪器按照一定的扫描路线可以完整的获取边坡岩体的三维空间点云信息，同时要尽可能保证三脚架台面水平，并放置控制靶；

1.2：放置扫描仪主机在三脚架台面，固定旋钮，通过粗调脚架及微调扫描仪底座使主机气泡居中，设置扫描仪端口参数；

1.3：启动扫描控制软件，配置扫描仪相关参数，进入扫描仪控制界面，规划扫描角度，根据扫描目标设置扫描范围，调整相机配置参数，获取扫描目标图像；

1.4：固定扫描范围，获取扫描间距，设定采样间距，开始数据获取，并实时查看扫描点云数据及彩色信息情况，根据扫描成果随时调整扫描参数设定；

1.5：导出结构面点云数据；

(2)结构面极点图和倾向玫瑰花图自动绘制系统研发；

(3)岩体三维裂隙网络模型自动生成和剖切系统研发；

(4)岩体RQDt各向异性图自动绘制系统研发。

2.如权利要求1所述的岩体RQDt快速自动求解绘制方法，其特征在于，所述步骤(4)中，岩体RQDt各向异性图自动绘制系统研发的过程如下：

岩体RQDt各向异性图自动绘制系统研发，包括5个模块，分别为：数据自动导入模块、岩体RQDt自动求解模块、岩体RQDt各向异性图自动绘制模块、数据自动输出模块和岩体RQDt各向异性图自动输出模块；

4.1：数据自动导入模块

用于将二维裂隙网络模型数据，自动导入到软件系统中；

4.2：岩体RQDt自动求解模块

基于RQDt理论，确定出二维裂隙网络模型的中心点O，以每隔10°角度做射线，穿过岩体裂隙网络模型，自动求解出岩体36个方位的RQDt值，具体步骤如下：

4.2.1：RQDt理论公式如下：

式中：x_i表示沿某一测线方向的第i个大于给定阈值t的整段岩石或间距长度，RQD_t代表对应阈值t的岩石质量指标，即阈值t下的RQDt值；

4.2.2：确定二维裂隙网络模型的剖面中心点O、长度a和宽度b，以模型的左下角为坐标原点，水平向右为x轴，垂直向上为y轴，则中心点O坐标为：

边界方程为：

4.2.3：以O为起点，每隔α＝10°角绘制一条测线，与裂隙网络模型相交，共绘制36条测线，测线长度L等于O点到裂隙网络模型边界的距离，用L0～L35表示，则测线方程为：

式中：s表示测线，α表示角度；

4.2.4：判断测线与边界的交点，设测线方程与边界方程的交点为(x_a，y_a)，将测线方程与边界方程依次连立，判断测线是否与边界相交，原理如下：

4.2.5：求出测线与裂隙网络边界方程交点(X_Z，α，Y_Z，α)；

4.2.6：确定测线所在区间，原理如下：

4.2.7：根据裂隙网络模型中每条节理的起点坐标(X_b，Y_b)和终点坐标(X_c，Y_c)，建立相应的解析方程，定义节理方程如下：

4.2.8：求解第一条测线与各节理方程的交点，循环判断每个交点(X_j，Y_j)范围，如果交点符合a＜X_j＜c且b＜Y_j＜d，则记录该交点，遍历所有节理方程求出所有m个交点；

4.2.9：将记录的m个交点及测线起点坐标和终点坐标，按横坐标或纵坐标从小到大排序；

4.2.10：计算相邻交点的距离，公式如下：

x₀＝a/2

y₀＝b/2

x_m+1＝X_Z，α

y_m+1＝Y_Z，α

4.2.11：输入一个阈值t；

4.2.12：循环比较d_i和t的大小，设初始l_t＝0，规则如下：

l_t＝l_t+d_i，若d_i＞t

4.2.13：求解每条测线对应的RQD值，用m_α表示，以及对应的测线起点与终点的距离l_α，公式如下：

4.2.14：循环求出每条测线所对应的m_α，获得36个方向上的RQDt值；

4.3：岩体RQDt各向异性图自动绘制模块

根据求解出的36个RQD值，自动绘制出RQDt的各向异性图，具体步骤如下：

4.3.1：将36个RQD值，按角度顺序依次排序；

4.3.2：以O点为圆心，以1为半径画圆，在射线角度为α上找到与圆心距离为的点标出来；

4.3.3：依次连接36组射线的端点，若某一条射线上的RQD为0，则取圆心；

4.3.4：绘制出RQDt的各向异性图；

4.4：数据自动输出模块

用于自动输出RQDt的值；

4.5：岩体RQDt各向异性图自动输出模块

用于自动输出RQDt各向异性图。