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基于数字图像技术岩体隧道开挖三维模型数值实现与分析
| 论文题名： | 基于数字图像技术岩体隧道开挖三维模型数值实现与分析 |
| 关键词： | 数值模拟;离散元;数字图像技术;岩体隧道开挖;三维模型 |
| 摘要： | 对于岩质边坡、地下洞室工程而言，由于岩体被自然界中一系列断层、层面、挤压带和节理裂隙等结构面切割，形成了一个复杂的不连续介质。当边坡或洞室岩体失稳时，失稳岩体将沿结构面或由结构面与岩桥组合形成的滑面滑动。尤其是结构面，其强度参数直接关系到地下洞室稳定性及剩余下滑力计算，进而直接影响支护处理措施，对工程进度、工程安全性、工程造价均起到最基本的决定性作用。因此，在地下洞室稳定性分析中，查明地质条件与岩土工程地质特征至关重要，若能准确地提前了解掌子面前方岩石结构的变化情况，不仅可以及时合理地安排掘进进度、修正施工方案、安排防护措施，还可以避免许多险情的发生。 传统的测量方法即通过皮尺和罗盘人工现场逐一接触测量结构面信息，这种方法低效、费力、耗时，难以满足现代快速施工的要求，而且有些采场及隧道顶板等不可能全面接触，测量数据的代表性受现场条件的限制。文中针对岩体隧道工程施工稳定性分析的现状，采用现代计算机图像处理技术和三维重建技术对隧道图像进行分析和研究，基于现场地质资料的图象和信息资料采集，利用现代测试技术，重点对掌子面进行三维成像，并对隧道开挖扰动区进行离散元稳定性数值分析。 文章的具体研究内容为:首先在岩体节理信息采集方面采用数字摄影测量方法获取岩体节理信息，研究中以高像素数码相机为信息采集工具，通过数字摄影测量分析软件获得了岩体裂隙特征点的空间坐标，以及岩体裂隙的迹长和产状信息;分析研究岩体节理强度参数取值确定方法，得出适合本隧道工程的岩体以及节理的强度参数信息;基于离散元方法确定岩体力学参数信息，并且通过数字测量所获得的节理迹长以及产状等信息，建立开挖扰动区节理切割后所得的离散元几何模型;以二道河子岩体隧道开挖工程为背景，采用三维离散单元法进行了台阶法开挖模拟，计算并分析其施工支护步骤对施工全过程进行数值模拟。研究表明拱顶区出现较多块体掉落情况，并且出现应力集中现象。 |
| 作者： | 王洋 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 王述红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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