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数字钻孔图像岩体结构面自动化识别方法

重庆大学学报 2024年第2期47卷 40-50页

作者：张占旭苏俊辉吕光祖骆维斌许存禄甘肃路桥建设集团有限公司兰州730000 兰州大学信息科学与工程学院兰州730000

数字钻孔摄像技术能准确获取钻孔中岩体结构面特征信息,针对现有数字钻孔图像分析人力需求量大、主观性强、计算量大的不足,研究提出方案实现数字钻孔摄像技术采集的钻孔内壁图像自动识别。首先,用二维伽马函数光照自适应矫算法对图像... 详细信息

数字钻孔摄像技术能准确获取钻孔中岩体结构面特征信息,针对现有数字钻孔图像分析人力需求量大、主观性强、计算量大的不足,研究提出方案实现数字钻孔摄像技术采集的钻孔内壁图像自动识别。首先,用二维伽马函数光照自适应矫算法对图像进行光照均匀处理,利用经过预训练的DexiNed网络对矫正后图像边缘进行特征提取;其次,提出Epremoval方法处理边缘点噪声提取感兴趣区域;最后,根据正弦曲线泰勒展开式对图像中的表征数据进行多项式拟合。通过对得到曲线进行计算、空间变换和数理变换得到岩体结构面参数。以某隧道工程的数字钻孔图像为例,研究提出的算法结果优于人工辅助判读结果。

关键词：数字钻孔图像岩体结构面感兴趣区域泰勒展开式多项式拟合

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基于数字钻孔图像的结构面连通性研究

岩石力学与工程学报 2009年第12期28卷 2405-2410页

作者：王川婴钟声孙卫春中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 四川大学建筑与环境学院四川成都610065 国家核电技术公司山东电力工程咨询院有限公司山东济南250013

探讨钻孔内结构面在探测区域的空间延展性及两两钻孔间结构面连通所应满足的条件,并从结构面深度位置、两侧岩性及充填情况等方面进行结构面相关性研究,进一步确定两两钻孔岩体结构面的对应连通关系,最后通过开滦集团唐山矿区两两钻孔... 详细信息

探讨钻孔内结构面在探测区域的空间延展性及两两钻孔间结构面连通所应满足的条件,并从结构面深度位置、两侧岩性及充填情况等方面进行结构面相关性研究,进一步确定两两钻孔岩体结构面的对应连通关系,最后通过开滦集团唐山矿区两两钻孔间结构面的连通性实例分析,证明通过数字钻孔图像确定结构面连通性的方法是有效可行的。

关键词：岩石力学数字钻孔图像结构面连通性相关性

基于高精度数字钻孔图像的岩体不连续面分析方法研究

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基于高精度数字钻孔图像的岩体不连续面分析方法研究

作者：庞智成中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）

学位级别：硕士

岩体中存在很多诸如节理、断层、软弱面、层面等的不连续面,是决定岩土工程稳定性的重要因素。以钻孔为研究对象而设计开发的数字式全景钻孔摄像系统,可以通过高精度数字钻孔图像获取到钻孔内部的岩芯及结构面信息。为此,本文在总结归... 详细信息

岩体中存在很多诸如节理、断层、软弱面、层面等的不连续面,是决定岩土工程稳定性的重要因素。以钻孔为研究对象而设计开发的数字式全景钻孔摄像系统,可以通过高精度数字钻孔图像获取到钻孔内部的岩芯及结构面信息。为此,本文在总结归纳现有工程钻孔摄像测试资料的基础上,结合钻孔摄像技术本身建立了适合钻孔内岩体结构面的简便实用的分析方法,由多个单孔点钻孔内结构面的零散信息,分析多孔点的结构面连通信息。本文重点研究以结构面的正弦曲线描述方法分析钻孔中的地质信息,以及多孔结构面的相似度分析方法分析结构面的连通性,主要的成果及创新点如下: (1)论文总结和归纳了数字钻孔图像获取的原理及方法,对全景展开图中结构面的主要参数的获取进行了描述。引入数字图像处理中的增强技术,有效地解决了原始测试过程中图像的模糊问题,凸现了结构面特征信息。研究了利用修改图像强度指标、直方图均衡和锐化、中值、高通低通滤波等频域空域滤波器对图像质量进行增强,以及Roberts、Sobel、拉普拉斯、方差等边缘检测算子对孔壁图像进行边缘检测的可行性并进行了实际效果比较。 (2)结构面正弦曲线描述方法的探索。结构面斜切钻孔,相交的曲线展开后为一标准正弦曲线。以此为出发点,对近千幅结构面图像进行了分析,剖析了地质现象的正弦曲线形态特征,归纳出结构面的正弦曲线描述方法。采用这种方法,地质现象可以归结出四种特征:分界面、纹理、裂隙、非平面特征,并以例子说明了方法的简单实用性。 (3)结构面的多孔连通性分析方法研究。本文提出了结构面延伸性的计算方法,推导了两两钻孔中结构面相互交切所需满足的条件。更进一步地从主、客观方面开展了多个钻孔内结构面相似性的分析研究,首次提出了结构面图像的相似度概念,包括:位置关系相似和岩体环境相似。本文对相似度的具体分析方法进行了论述,对相似度分析提出了具体的实现途径并辅以实例验证。最后以工程实例,对钻孔区域结构面连通性进行了分析。

关键词：数字钻孔图像岩体结构面形态特征正弦曲线延伸性相似度分析

基于数字钻孔图像的岩体结构面连通性判别方法与试验研究

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矿业研究与开发 2024年第11期44卷 128-136页

作者：韩增强陈晓坤许丹姚照光王益腾李明鸿中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049 中铁十一局集团有限公司湖北武汉430061 新疆宏汇建筑建材检测有限公司新疆乌鲁木齐830017

结构面是具有一定规模的地质界面,判断结构面在空间上的延展范围是岩体结构研究中的重要内容。通过空间几何与向量分析等数学方法,推导出多个钻孔内结构面连通性的判别方法,快速筛选出可能连通的结构面,并结合相关特征进一步判断结构面... 详细信息

结构面是具有一定规模的地质界面,判断结构面在空间上的延展范围是岩体结构研究中的重要内容。通过空间几何与向量分析等数学方法,推导出多个钻孔内结构面连通性的判别方法,快速筛选出可能连通的结构面,并结合相关特征进一步判断结构面连通性,形成一套基于数字钻孔图像的结构面连通性判别方法,并开展室内试验对判别方法进行验证,在试块中预设特定参数结构面,设置多组钻孔并开展钻孔摄像测试,识别提取钻孔图像中的结构面信息,进行结构面连通性分析。试验结果表明:结构面连通性判别方法在平直结构面和有一定起伏角与粗糙度的结构面中都可以适用;钻孔倾斜不影响利用钻孔摄像判断结构面连通性,空间内任意两个钻孔内的结构面均可以此方法判断结构面连通性;该分析方法能够快速完成结构面连通性判别,适合深钻孔海量结构面的连通性判别及筛选。岩体结构面连通性判别方法成功应用于西昌铁矿的边坡勘测工程,得到了矿山边坡内部结构面与破碎带分布及其连贯性信息,为滑坡灾害预警、边坡加固方案提供了参考。

关键词：数字钻孔图像结构面连通性空间几何矿山边坡勘测判别方法

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基于钻孔摄像的深层磁性矿脉延伸方向研究

基于钻孔摄像的深层磁性矿脉延伸方向研究

作者：胡培良中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）

学位级别：硕士

在深部岩体中,原生特征保存较好,岩体中存在着一定的原生结构面,如流纹、层面等,这些结构面在一定程度上能够反映矿脉的延伸方向。在非磁性矿区内,通过数字式全景钻孔摄像系统能够直接获取到钻孔内的360°展开图和结构面的详细信息;在... 详细信息

在深部岩体中,原生特征保存较好,岩体中存在着一定的原生结构面,如流纹、层面等,这些结构面在一定程度上能够反映矿脉的延伸方向。在非磁性矿区内,通过数字式全景钻孔摄像系统能够直接获取到钻孔内的360°展开图和结构面的详细信息;在磁性矿区内,由于受到磁性矿体的影响,需结合陀螺仪和磁性仪在钻孔内的测试数据对获取的结构面产状信息进行方位修正,修正后的结构面产状即是钻孔内结构面真实产状。利用上述获得的结构面信息进行分析和统计,提出新的判断深层矿脉延伸方向的研究方法。主要成果以及创新点如下： 1.由于数字式全景钻孔摄像系统利用磁性罗盘定位,因而在磁性矿内进行测试定位不准确。在磁性矿区,先结合陀螺仪和磁性仪的应用,提出磁性影响角的概念,测定出磁性矿区钻孔内的磁性影响角;再通过磁性影响角对钻孔摄像获取的结构面产状进行方位修正。在磁性矿区内,通过该方法能够获取到可靠的结构面产状信息。 2.通过对成矿理论进行研究,成矿过程中存在着矿源、其矿源物质运输和堆积过程,在矿源物质运输过程中产生了原生结构面;这些结构面在深部岩体中得到了较好的保存,通过数字式全景钻孔摄像系统能够详细地获取这些结构面信息。对这些结构面产状进行分段处理,对各段进行产状矢量均值化;经过分段式处理,使得钻孔内结构面信息得到合理利用,避免了局部结构面集中对于整孔的分析影响。通过将得到的各段产状矢量均值作为各段代表性产状,对各段在两两钻孔之间进行岩脉延伸性计算,经过对钻孔内各分段延展性进行分析和统计后,判断整体深部矿脉的延伸方向。综上所述,文本提出了在磁性矿区内应用陀螺仪和磁性仪测定钻孔内磁性影响角方法,以及利用磁性影响角修正钻孔摄像系统获取的结构面产状。通过对整孔内的结构面进行分段式处理,研究各分段的延伸方向,从而判断整体矿脉的延伸方向。以安徽省金寨沙坪沟钼矿(非磁性矿)和霍邱重新集石英磁铁矿(磁性矿)为例,通过对两个矿区内钻孔进行数字式全景钻孔摄像系统的应用,以及在磁铁矿钻孔内利用陀螺仪和磁性仪测定数据,通过本文所述的产状修正方法和分段延伸方向的研究方法,对判断深部矿脉延伸方向提供了指导性信息。

关键词：数字钻孔图像结构面矿脉延伸方向矿体连线

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钻孔摄像技术在深部矿体勘察中的应用

钻孔摄像技术在深部矿体勘察中的应用

2014全国工程勘察学术大会

作者：韩增强王川婴朱恒银王波华中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室安徽省地质矿产勘查局313地质队

基于数字钻孔摄像技术获取深部钻孔内岩矿体的结构特征,总结了不同类型结构面在钻孔内的分布规律,结合地质成矿理论和统计学知识,并对钻孔ZK61内结构面的优势产状和矿脉延伸方向进行了相关性分析,通过对多孔间矿脉连通性计算结果与矿体... 详细信息

基于数字钻孔摄像技术获取深部钻孔内岩矿体的结构特征,总结了不同类型结构面在钻孔内的分布规律,结合地质成矿理论和统计学知识,并对钻孔ZK61内结构面的优势产状和矿脉延伸方向进行了相关性分析,通过对多孔间矿脉连通性计算结果与矿体的实际埋深的对比分析,结果表明:(1)高精度的数字钻孔图像可以直观的反映深部岩矿体中结构面的形态和产状信息:(2)深部岩矿体内结构面的优势产状在不同统计区域内的存在差别,矿体外结构面的产状分布较为离散,无明显的规律可循,矿体内结构面的产状分布较为集中,有明显的优势产状:(3)在钻孔ZK61预测出的矿脉延伸方向上的钻孔内发现的矿体厚度较大,而偏离该方向的钻孔内虽可见矿体,但矿体的厚度较小。预测结果与实际的矿脉分布吻合度较高,较好地验证了基于数字钻孔摄像技术进行矿脉延伸方向分析的可行性。

关键词：数字钻孔图像结构面深部找矿矿脉延伸方向优势产状

来源： cnki会议评论

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基于钻孔摄像的深部矿脉延展性分析

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