基于钻孔图像的结构面分布分维数计算方法

在工程实践中,对岩体结构面分布的分维数进行实测往往存在一定的难度,但是采用钻孔摄像技术既能够准确获取布设的钻孔内各项地质信息,而且形成的钻孔图像能够直观地反映钻孔中岩体结构面的特征参数,因此提出了一种基于钻孔图像的岩体结构面分布分维数计算方法。该方法的原理是:首先,通过钻孔图像获取研究区域内各钻孔内的岩体结构面的特征参数(包括倾角、倾向、隙宽、间距);然后,根据各钻孔之间的连通判断准则,判断区域内各钻孔结构面的连通性,并估算出研究区域内结构面的迹长值,同时参照钻孔的孔位及深度信息,来界定研究区域模型的范围;最后,结合Monte-Carlo法,建立岩体结构面分布的三维网络模型,根据分维数计算方法,求解模型各研究面的分形维数,并将3个钻孔的整体连通模型和各钻孔模型所得到的分维数开展对比分析。结果表明,该方法的计算结果与其他评价方法的结论一致。     

基于孔内超声扫描技术的空区立体轮廓确定方法

深部地下空区探测环境极其复杂,往往只能获取有限的探测数据点,常规的拟合方法只能得到较为粗糙的轮廓形态。鉴于此,结合孔内超声扫描技术,开展了空区立体轮廓确定的方法研究。首先,提出了针对超声扫描数据的预处理方法,判断有效数据点,并平滑处理非有效探测点,实现超声数据的有效筛选。其次,引入二次Bezier曲线,并提出了适用于空区水平断面拟合特点的曲线拟合方法,使Bezier曲线能够通过每一个有效探测点,实现空区轮廓的高精度拟合;水平断面轮廓拟合之后,叠加深度信息,采用线性插值完成空区轮廓的纵向插值拟合,实现空区的立体轮廓确定,并通过MatLab软件进行数据的计算和图像生成。最后,通过具体数据进行分析,并与其他拟合方法进行对比。结果表明:①孔内超声扫描系统能够为空区建模提供有效数据;②改进的Bezier曲线能够适用于空区水平断面轮廓的拟合;③基于超声扫描的空区轮廓拟合方法具有可行性和准确性。研究成果可为解决地下空区立体轮廓的绘制和地下深部的空区探测提供参考。