三维激光扫描技术在矿山表面积计算中的应用

基于三维激光扫描技术进行表面积计算的原理为:获取的目标表面海量点云数据,采用一定的数学计算方法,便可求得场区的表面积。该方法弥补了传统方法计算物体表面积只能获取表面离散点坐标,对于因堆积物表面形状复杂而无法测量到的离散点,只能通过插值计算得到的缺陷;解决了随着计算范围增大或地面起伏变化工作量不断增大,计算误差会随着地面起伏的增大的问题。结合项目实例,本文提出了一种采用三维激光扫描技术进行废弃矿山修复治理区的三维信息采集和表面积核算方法,并对该方法表面积计算的技术原理、表面积计算的技术路线及项目实施过程中遇到的难题及解决方案问题进行了详细阐述,为后续相关项目实施提供了一定的参考依据。     

无纺土工织物保土应用中的概率设计准则

保土准则是土工织物反滤准则的重要组成部分,但目前的设计准则保土有余,透水不足。介绍了无纺土工织物的两种孔洞分布曲线,计算了土颗粒透过织物的概率。在理论分析的基础上,提出了一种概率保土准则。该准则对土体中的骨架颗粒和小颗粒透过织物的概率分别加以限制,既能保持土体稳定,又能防止淤堵。     

基于改进SICP算法的多源点云配准研究

三维激光点云数据具有精度高、数据获取高效、几何信息丰富的优势,在地形数据获取方面起到了越来越重要的作用。但在实际的外业测量中,由于视场角限制,一般都难以获取待测物体完整的点云数据,发生数据缺失现象。而根据摄影测量技术生成密集的影像点云,能获取复杂区域的测量数据。针对三维激光点云数据外业采集缺失的状况,结合影像密集点云特征,提出了一种加入动态迭代因子和分步最优求解尺度的改进尺度迭代最近点(scaling iterative closest point, SICP)算法,对影像点云与三维激光点云进行配准研究。实验结果表明:基于改进的SICP算法提高了影像点云与三维激光点云的配准精度、减少了迭代次数,能有效解决不同源平台获取的点云数据融合问题。     

岩石中裂纹孔隙率的实验测定

岩石中的孔隙按形状划分，可以大致分成孔洞和裂纹两类。孔洞的纵横比大，形状近似于球形，它与油气储藏有密切关系。孔洞孔隙度是岩石孔隙度的主要贡献。裂纹纵横比小，形状细长，它所造成的孔隙度是岩石总孔隙度的一小部分。但是岩石中裂纹的存在和裂纹孔隙度的变化，对于岩石的各向异性和S波的分裂有重要的影响。本文利用两类不同形状孔隙对流体静压力的不同响应，利用改变流体静压力的实验对岩石中的裂纹孔隙率进行了测定；实验得到的裂纹孔隙率和岩石裂纹的闭合压力，为了解岩石各向异性、S波分裂以及地壳动力学提供了基础数据。     

岩土材料塑性损伤模型及拱坝的变形局部化分析

常规的弹塑性模型难以模拟材料破坏时由于内部损伤累积引起的变形局部化带形成过程。将岩土材料抽象为含有孔洞的球形体胞单元的集合体,采用一个标量--孔洞体积百分比来刻划单元的损伤程度,基于细观损伤力学提出了一个适用于岩土材料的塑性损伤模型。将该模型通过用户子程序嵌入到大型有限元商业软件MRAC中,研究岩土材料的局部化剪切带形成过程。采用该模型,成功地对平面应力条件下岩土材料单轴受压和单轴受拉试件的局部化破坏分别进行了数值模拟。采用该模型,对拱坝在超水载作用下的变形局部化进行了研究,数值计算结果表明,上游坝踵处最先发生变形局部化现象。     

孔洞-裂隙缺陷岩石力学及声发射特征分析

基于数值模拟软件PFC2D建立不同形式的缺陷岩石,探究完整岩石、含单孔洞缺陷岩石、含单裂隙缺陷岩石以及单孔洞+单裂隙缺陷岩石的力学性质及声发射特征.研究结果表明:不同缺陷岩石的力学性质不同,当岩石的缺陷面积相同时,裂隙对岩石力学性质的影响远大于孔洞的影响;与无孔洞、无裂隙的岩石声发射特征相比较,孔洞、裂隙的存在使岩石的声发射特征发生了变化,具体表现为岩石声发射的最大撞击强度、撞击峰值数目以及应变范围的变化;在相同缺陷面积条件下,单裂隙缺陷较单孔洞缺陷对于岩石声发射特征的影响更大.     

连通域标识法在FMI图像溶洞信息定量拾取中的应用

溶蚀孔洞在碳酸盐岩储层中是重要的流体储集空间,研究成像测井（FMI）图像孔洞连通域标记及信息定量拾取很有意义.全井眼微电阻率成像测井（FMI）经数据处理后可得到全井壁高分辨率的彩色图像,经图像灰度化、中值滤波处理后,通过阈值分割得到能够反映井壁溶蚀孔洞特征的二值图像,孔洞表现为黑色暗斑.基于等价对处理的图像连通域标记算法具有快速、不重复标记的优点,利用该算法,可准确地从二值图像中标记溶蚀孔洞连通域,进而可对每个连通域进行目标信息拾取,包括孔洞尺寸、连通域面积、圆度等.利用反映溶蚀孔洞发育程度的面孔率曲线对图像进行分层,在此基础上可拾取每一层段溶蚀孔洞面孔率、分选系数及溶洞密度值的分布等非均质信息,能够定量地评价溶蚀孔洞发育、非均质性强的碳酸盐岩储层,也是FMI图像应用于岩石孔洞结构信息定量表征新的尝试.     

倾斜摄影实景三维建模的孔洞修复方法

针对倾斜摄影测量构建实景三维过程的孔洞问题,本文提出了一种可以实现孔洞自动修复的方法。首先通过边界收缩方法,编制处理程序,利用倾斜摄影测量空三处理成果,实现实景三维模型孔洞自动修复。然后利用实际的无人机倾斜摄影实景三维建模项目,采用孔洞修复试验处理,验证了孔洞自动修复方法的可行性,孔洞修复处理后模型仍具有较高精度。     

对称荷载正多边形孔洞弹性应力解析逼近方法

提出一种简单有效的计算方法,求解对称荷载作用下含正多边形孔洞无限平面体的弹性应力解。将孔洞内边界向两侧延伸至应力可忽略的远处,其外侧构成半无限平面体。相邻两个半无限平面体有一个公共域,其中一个半无限平面体顶边延伸至相邻两个半限平面体体内。孔洞内边界上面力是已知的,延伸至两相邻半无限平面体体内的顶边上面力可先假设,由弹性理论求出半无限平面体体内应力,再计算相邻半无限平面体顶边上面力,根据对称性得到本半无限平面体顶边上面力改进值,迭代求解直至收敛。该方法具有计算过程简单、精度高等优点。算例分析表明,该方法求解的工程尺度下孔洞周边应力场与复变函数方法、有限元方法计算结果吻合,拟合计算的孔边角点处应力奇异性次数与理论解基本一致。     

SH波冲击下浅埋任意形孔洞的动力分析

求解了稳态SH波垂直弹性半空间水平表面入射时,浅埋任意形孔洞的动力响应。采用复变函数和多极坐标方法构造了一个能够自动满足水平表面上应力自由边界条件的散射波函数。应用这一波函数,将半空间中的问题转化为求解一个全空间中任意形孔洞的散射问题,最终将问题归结为对一组无穷代数方程组的求解。作为对抗爆问题的研究,给出了浅埋椭圆孔和方孔附近的动应力集中系数的数值结果,并对算例进行了讨论。