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节理岩质边坡随机块体搜索的一种简便方法

长江科学院院报 2013年第9期30卷 69-74页

作者：杨超徐光黎赖方军李志鹏中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074

节理岩质边坡存在有大量由结构面和开挖坡面组合而成的随机块体。根据结构面和坡面的组合关系,将随机块体分为坡肩双面滑动、坡面双面滑动及坡面单面滑动3种类型,并运用"野外定性判断+赤平投影法"的方法综合确定边坡随机块体的类型。在... 详细信息

节理岩质边坡存在有大量由结构面和开挖坡面组合而成的随机块体。根据结构面和坡面的组合关系,将随机块体分为坡肩双面滑动、坡面双面滑动及坡面单面滑动3种类型,并运用"野外定性判断+赤平投影法"的方法综合确定边坡随机块体的类型。在详细的野外结构面采样的基础上,运用地质统计学与计算机技术随机生成三维结构面网络图。在前人关于生成结构面迹线图、搜寻封闭回路、搜索随机块体可能出现的最大区域、交点组合的基础上,提出通过对坡面迹线三角形进行随机块体类型匹配的方法,找出符合随机块体类型要求的迹线三角形,快速搜索出坡面随机块体。工程实例模拟结果亦证实了该方法的合理性,研究成果可为节理岩质边坡随机块体的形态描述、快速搜索提供一条新的思路与方法。

关键词：节理岩质边坡随机块体类型迹线三角形匹配块体搜索

基于二维裂隙网络模拟的岩块搜索与岩层追踪方法

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水利水运工程学报 2014年第6期 65-70页

作者：李爱华朱江中国石油大学(华东) 山东青岛266580

脉动压力在岩石河床裂隙中的传播是导致大坝下游基岩冲刷破坏的主要原因之一。岩体裂隙网络作为水体的赋存空间,其结构特性决定了水流脉动压力波的传播规律。应用蒙特卡洛模拟方法,编译Fortran程序语言,模拟得出与天然岩体裂隙网络在统... 详细信息

脉动压力在岩石河床裂隙中的传播是导致大坝下游基岩冲刷破坏的主要原因之一。岩体裂隙网络作为水体的赋存空间,其结构特性决定了水流脉动压力波的传播规律。应用蒙特卡洛模拟方法,编译Fortran程序语言,模拟得出与天然岩体裂隙网络在统计上完全等效的、具有相似结构特性的仿真裂隙网络,实现管网线元和节点的自动编号存储。借助矩阵理论定义了衔接矩阵和回路矩阵,从数学意义上精确描述裂隙网络。提出了基岩冲刷破坏过程中,孤立岩块的自动搜索和逐层追踪的新方法。文中以10 m×10 m范围内的两组裂隙为例,依据裂隙网络的统计分布规律,通过蒙特卡洛模拟,给出由两组裂隙组成裂隙网络的模拟结构图以及块体逐层自动追踪的结果。研究结果为高坝下游基岩冲刷过程的模拟研究奠定基础。

关键词：裂隙网络蒙特卡洛模拟方法块体搜索逐层追踪

台阶规模边坡等效节理岩体三维网络模型的研究

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煤炭技术 2014年第12期33卷 90-92页

作者：韩万东李国明袁绍国王海鹏内蒙古科技大学矿业与煤炭学院内蒙古包头014010 内蒙古科技大学煤炭研究院内蒙古包头014010

众所周知,结构面的分布决定着岩体结构,且具有一定的随机性和统计规律。而节理作为一种重要的结构面,可以借助统计学原理,对边坡节理面的产状进行调查并分析,建立出等效节理面三维网络模型,为之后的岩体稳定性分析奠定良好的基础。通过V... 详细信息

众所周知,结构面的分布决定着岩体结构,且具有一定的随机性和统计规律。而节理作为一种重要的结构面,可以借助统计学原理,对边坡节理面的产状进行调查并分析,建立出等效节理面三维网络模型,为之后的岩体稳定性分析奠定良好的基础。通过VC++语言编程建立了等效节理岩体三维网络模型的专用程序3D-NET;同时利用OPEN GL三维可视化技术,增加了软件的图形处理功能。该软件在建立节理面三维网络模型之外,还为后续台阶坡面迹线网络的形成,及所有楔形体组合提供可靠的数据库,具有极其广泛的应用价值。

关键词：台阶结构面三维网络模型滑坡块体搜索 VC++

岩体结构面参数的摄影测量解译及三维网络建模系统开发与应用研究

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岩体结构面参数的摄影测量解译及三维网络建模系统开发与应用研究

作者：秦枭南京理工大学

学位级别：硕士

本论文以甘肃北山高放废物处置预选区岩体结构面为主要研究对象,结合野外人工接触式测量及摄影测量技术获取结构面信息,在此基础上,主要研究内容和结论如下:(1)完成结构面参数数字化获取并统计分析结构面几何参数分布。利用摄影测量方... 详细信息

本论文以甘肃北山高放废物处置预选区岩体结构面为主要研究对象,结合野外人工接触式测量及摄影测量技术获取结构面信息,在此基础上,主要研究内容和结论如下:(1)完成结构面参数数字化获取并统计分析结构面几何参数分布。利用摄影测量方法获取岩体露头图像,选用SIFT(Scale-invariant feature transform,尺度不变特征变换)算法进行图像特征匹配,获取二维裂隙坐标,基于实测控制点三维坐标,导入三维重构软件中可输出裂隙三维坐标。在此基础上完成结构面产状计算与分组、结构面迹长计算与统计分析、面密度估算等工作。(2)建立结构面随机三维网络模型并利用DE(Differential Evolution,差分进化)算法优化结构面半径与体密度参数。基于蒙特卡洛法,初步建立结构面三维随机网络模型。对比实测迹长与模型交切迹长,发现两者差异较大,确定了模型参数优化的必要性,选择DE算法对结构面半径及体密度进行优化,对比优化模型交切迹线与实测迹线,优化效果较为明显。(3)在纯随机模型中加入确定性信息,建立真实度更高的随机-确定耦合模型。基于实测裂隙迹线,获取确定性结构面信息并按照“最邻近原则”插入随机模型中,修正得到随机-确定耦合模型。改进的Cohen-Sutherland裁剪算法进行模型校验,验证耦合模型有效性。(4)基于随机-确定耦合模型,完成地下巷道开挖块体搜索研究与分析。建立地下开挖巷道模型,搜索耦合模型中所有与巷道交切的结构面,进一步完成多余结构面的剔除、封闭回路的搜索以及封闭块体搜索等工作,在进行封闭块体搜索过程中,针对可能出现的块体重叠与包含的情况,按照体积最大原则进行块体筛选与剔除,最终得到所需有效块体。计算块体在巷道表面的出现概率,为围岩的稳定性评价提供有效数据资料。(5)开发岩体结构面参数获取及三维网络模型生成与优化软件。基于Visual Studio平台,在MFC(Microsoft Foundation Classes,微软基础类库)框架下利用C++语言编写所有代码,利用OpenGL(Open Graphics Library,开放图形库)实现相关可视化,该软件可系统实现图像特征匹配迹线坐标获取、裂隙产状计算及分组、面密度计算等功能,并建立结构面三维网络模型,同时加入参数优化与块体搜索模块,为结构面研究数字化提供有效参考。

关键词：结构面几何参数结构面三维网络模型差分进化算法确定性信息块体搜索

复杂岩体三维岩石块体系统构建方法及程序研制

同方学位论文库评论

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复杂岩体三维岩石块体系统构建方法及程序研制

作者：朱贵娜中国地质大学（北京）

学位级别：硕士

复杂岩体工程中,确定性结构面、随机分布结构面以及工程界面等将岩体划分成若干封闭块体。通过构建三维岩石块体系统,确定性块体的几何形态与邻接关系,是裂隙岩体稳定性分析的重要基础。本文提出了一种基于层次岩体结构模型的复杂岩体... 详细信息

复杂岩体工程中,确定性结构面、随机分布结构面以及工程界面等将岩体划分成若干封闭块体。通过构建三维岩石块体系统,确定性块体的几何形态与邻接关系,是裂隙岩体稳定性分析的重要基础。本文提出了一种基于层次岩体结构模型的复杂岩体三维岩石块体系统的构建方法。采用分级建模方式,先构建由确定性结构面、工程界面、地表面等确定界面组成的岩体结构模型,并搜索出由这些界面围成的确定性块体,然后在每个确定性块体内建立随机结构面网络模型,再搜索出随机块体。确定性块体的构建方法是先通过界面求交、界线编辑与简单弧划分形成统一线框架;再进行界面闭合环搜索、界面编辑与重构;最后利用最小顺时针夹角规则搜索封闭块体。随机块体系统的构建方法与确定性块体类似,但由于确定性块体规模较大,包含的随机结构面数量众多,一次性处理耗费机时与内存巨大,为此本文采用分块构建的方式,按一定尺寸将确定性块体切割成一系列小块体,再在小块体内通过界面求交、界线编辑、闭合环搜索、封闭块体搜索等方法构建随机块体系统,然后把被小块体切割的随机块体再拼接合并,最后用确定性块体的边界面去切割随机块体,得到最终的随机块体系统。本论文以VC++为平台,开发了三维岩石块体生成系统BlockModel,可以为块体理论、离散元法、非连续变形分析方法提供几何模型,为岩体稳定性分析做好前处理工作。最后为了检验和校正本文的构建方法,利用上述程序实现了小湾水电站左岸马道边坡三维岩石块体系统。

关键词：复杂岩体结构面块体搜索三维地质建模随机结构面网络模拟