巖體結(jié)構(gòu)面幾何參數(shù)獲取的數(shù)字化方法及三維網(wǎng)絡(luò)模型研究.pdf

1、高放廢物地質(zhì)處置場(chǎng)址的巖體結(jié)構(gòu)面發(fā)育特征的系統(tǒng)研究尤為重要。采用人工現(xiàn)場(chǎng)接觸測(cè)量、近景攝影測(cè)量、GPS-RTK技術(shù)等多種調(diào)查方法，獲取了甘肅北山高放廢物處置預(yù)選場(chǎng)址大量結(jié)構(gòu)面信息。在此背景下，主要做了以下幾方面工作與研究:
　　(1)以甘肅北出芨芨槽塊段測(cè)區(qū)野外調(diào)查數(shù)據(jù)，研究開發(fā)了巖體結(jié)構(gòu)面幾何特征參數(shù)獲取的數(shù)字化方法。這一方法的應(yīng)用基礎(chǔ)為跡線三維模型，此模型實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)面信息的可視化。同時(shí)，編程實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)面跡長(zhǎng)、產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)面間距及

2、面密度參數(shù)的自動(dòng)化計(jì)算。該方法提高了野外測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)效率，解決了野外測(cè)量中結(jié)構(gòu)面間距及面密度數(shù)據(jù)難以大量獲取的問(wèn)題，并可廣泛用于GPS-RTK、攝影測(cè)量、三維激光掃描等技術(shù)獲取巖體結(jié)構(gòu)面信息的后處理。
　　(2)完成了研究區(qū)結(jié)構(gòu)面跡長(zhǎng)、間距及面密度參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析與研究。將數(shù)字化方法應(yīng)用于芨芨槽塊段測(cè)區(qū)，其巖體幾何特征參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示:跡長(zhǎng)服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布;結(jié)構(gòu)面間距及面密度均服從雙參數(shù)負(fù)指數(shù)分布。同時(shí)，對(duì)面密度的估算方法進(jìn)行了

3、系統(tǒng)研究，利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了Mauldon估算方法的準(zhǔn)確性并發(fā)現(xiàn)應(yīng)用圓形或矩形測(cè)窗對(duì)最終估值影響很小。此外，基于數(shù)字化面密度統(tǒng)計(jì)方法并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，研究并確定了芨芨槽場(chǎng)區(qū)斷層、十月井?dāng)嗔褞?duì)結(jié)構(gòu)面密度的影響范圍。
　　(3)建立了研究區(qū)巖體結(jié)構(gòu)面三維網(wǎng)絡(luò)模型，并以差分進(jìn)化算法對(duì)圓盤直徑參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)數(shù)字測(cè)窗離散化模擬空間，以單個(gè)測(cè)窗面密度確定對(duì)應(yīng)模擬空間的體密度來(lái)建立初始模型，其結(jié)構(gòu)面圓盤圓心整體上呈非均勻分布。此后，借助差分