[发明专利]一种基于激光扫描和RQD反演最佳阈值t的空间RQDt 在审
申请号: | 202011645627.4 | 申请日: | 2020-12-28 |
公开(公告)号: | CN112464516A | 公开(公告)日: | 2021-03-09 |
发明(设计)人: | 胡高建;张贺;周长冰 | 申请(专利权)人: | 绍兴文理学院 |
主分类号: | G06F30/20 | 分类号: | G06F30/20;G06T17/00;G06K9/62 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 312000 *** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 激光 扫描 rqd 反演 最佳 阈值 空间 base sub | ||
一种基于激光扫描和RQD反演最佳阈值t的空间RQDt求解方法,属于RQDt各向异性求解领域,其步骤包括:(1)结构面三维激光扫描快速获取;(2)结构面极点图和倾向玫瑰花图绘制;(3)基于RQD指标的岩体质量计算;(4)岩体三维裂隙网络模型生成和剖切;(5)RQDt各向异性图绘制;(6)基于RQD反演的最佳阈值t求解方法;(7)空间RQDt求解方法。本发明将三维激光扫描、近邻传播算法、RQD理论、裂隙网络模型、广义RQD理论和圆锥曲线方程相结合,实现了RQDt的最佳阈值t求解和最佳阈值t下的RQDt椭圆曲线和各向异性椭球体绘制。本发明方法明确,所得最佳阈值t、椭圆曲线和各向异性椭球体能够反映出真实岩体的RQDt各向异性特征,适用于岩体RQDt的空间各向异性求解。
技术领域
本发明涉及一种基于激光扫描和RQD反演最佳阈值t的空间RQDt求解方法,特别的是本发明基于三维激光扫描、近邻传播算法、RQD指标、裂隙网络模型、广义RQD理论和圆锥曲线方程,反演计算出RQDt最佳阈值t的范围和最佳阈值t值,得到了最佳阈值t下的RQDt椭圆曲线和各向异性椭球体,提供了一种基于激光扫描和RQD反演最佳阈值t的空间RQDt求解方法,属于RQDt各向异性求解领域。
背景技术
在自然界中,RQD是表征岩体质量的重要指标,RQD具有各向异性。RQD的各向异性,从钻孔RQD到广义RQD的计算公式的拓展也可以看出。Deer在1964年提出了钻孔RQD的概念,由于钻孔RQD在应用时存在着如下两个缺点:对于不同工程规模岩体,100mm的阈值选取是否合理;钻孔钻探方向具有局限性,获得的RQD只能反映局部岩体情况,不能反映出RQD各向异性。因此,部分学者引入阈值t,提出了广义RQD的概念,即对任一间距阈值t,把沿某一测线方向大于t的间距之和与测线总长之比的百分数定义为广义RQD,用RQDt表示。广义RQD的引入,让RQD各向异性的求解成为了可能。
由RQDt概念可以知道,阈值t是广义RQD的一项特别重要的参数,是广义RQD能否真实反映出岩体质量的关键,但是阈值t具有任意性,不具有唯一性,因此寻找到能够表征出岩体质量的最佳阈值t,具有非常重要的科学意义和研究意义。
RQDt的阈值t受测线方向、结构面形态和分布特征的影响,而岩体中广泛发育的结构面,是破坏岩体连续性、完整性,控制岩体力学特征和稳定性的重要因素,对岩体质量起着控制性作用。结构面的发育模式和分布形态非常复杂,但同时,不同的节理组之间、节理和断层之间,又存在着一定的成生关系,构成某种特定的组合,表现出一定的规律性。因此,对结构面进行准确和有效的描述分析,获得结构面的产状和分布特征,是研究岩体质量的基础,也是最佳阈值t的研究基础。三维激光扫描技术作为一种高效的三维空间信息获取手段,在获取结构面方位和规模信息方面具有很大优势。近邻传播聚类算法在结构面产状聚类分析中具有较好效果,它具有不受初始聚类中心影响、计算效率高的优点,已经广泛应用于很多领域。因此,基于三维激光扫描技术和近邻传播算法,可以实现结构面的快速识别获取和聚类分析,为RQDt的最佳阈值t的研究,提供数据基础。
国内外学者针对阈值t的研究,主要体现在以下两个方面:不同阈值t下的RQDt计算和最佳阈值t的研究。在不同阈值t下的RQDt计算方面,已有的研究主要是探讨阈值t的变化对RQDt值的影响,主要是通过模拟岩体裂隙网络模型,布置虚拟钻孔,以求解不同RQDt值,研究的载体是裂隙网络模型。但在这个方面的研究中,主要是为了研究RQDt的各向异性特征,对最佳阈值t的研究鲜有涉及。
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