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原文传递岩体裂隙半自动识别及隧道岩体质量快速评价方法研究

论文题名：	岩体裂隙半自动识别及隧道岩体质量快速评价方法研究
关键词：	地下空间隧道;裂隙识别;岩体质量评价;图像校正;边缘检测
摘要：	本文以地下空间隧道为研究对象，采用数字图像处理技术，首先解译获取结构面的地质信息参数，然后通过这些参数对岩体质量进行区间概率分析评价。研究内容及成果如下：　　（1）采用高精度相机对隧道侧壁及掌子面进行拍摄，由于拍摄环境和相机成像原理等原因，使得图像发生变形失真，所以在解译地质信息参数之前就必须进行图像校正。本文首先通过模板法对图像进行畸变校正，然后通过透视原理对非正射投影的图像进行正射校正，最后通过比例尺对图像进行尺度转换。在软件上利用编写的程序对源图进行校正，通过对比校正前后的图像，结果证明此方法准确、高效、可靠。　　（2）本文提出了一种半自动识别岩体结构面迹线的方法，即首先通过人工判断主要结构面，并在图像中输入主要结构面的控制点，利用控制点来提高主要结构面迹线的识别精度，之后再采用自动识别算法对全部结构面进行迹线识别，然后再对二者的主要结构面迹线进行拟合，最后对伪边缘进行去除。通过与人工识别和全自动识别这两种方法进行对比，结果证明此方法的识别效率明显高于人工识别，识别精度明显高于全自动识别。　　（3）通过研究数字化解译结构面地质信息参数的方法，采用径向RQD计算法替代原始的RQD计算法，同时解译迹长、节理间距、节理大尺度粗糙度、岩体块体体积和连通率等重要地质信息参数，并进行概率统计分析，进一步提高了结构面地质信息的解译精度，从而为后续岩体质量的评价分析打下坚实的基础。　　（4）采用DRMR分类法（Digital Rock Mass Rating）对岩体质量进行评价研究，首先根据实际情况对所考虑因素的权重进行修正，然后将数字化解译的结构面地质信息参数代入修正后的评价公式，并在软件Netica上建立Bayesian网络，从而对研究对象的岩体质量进行区间概率评价分析，最后再将其与GSI系统的岩体质量评价结果分布区间概率进行对比，结果表明该法拥有较高的精确性与合理性。　　（5）根据系统研究最后建立隧道岩体质量快速评价方法：1）根据前期初步勘察场区岩体信息建立贝叶斯网络。2）开挖面岩体摄影（放置标尺或标记点）。3）影像校正和尺度转换。4）半自动裂隙识别。5）基于影像的岩体质量评价参数获取（确定值或分布概率）。6）将开挖面获得的有关参数代入贝叶斯网络，快速得到开挖部位岩体质量评价结果。　　本文的创新点为：1）将图像校正与岩体质量评价系统相结合，从而提高了后期地质信息解译和岩体质量判定的精度。2）采用一种半自动识别岩体结构面迹线的方法，从而提高了迹线的解译精度以及效率。3）根据系统研究建立了隧道岩体质量快速评价方法。
作者：	詹伟
专业：	建筑与土木工程
导师：	章杨松;车平
授予学位：	硕士
授予学位单位：	南京理工大学
学位年度：	2020