CN105740570A - 基于无人机遥测的露天矿边坡三维形态稳定性评估方法 - Google Patents

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崔峰
来兴平
曹建涛
单鹏飞
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Abstract

本发明涉及基于无人机遥测的露天矿边坡三维形态稳定性评估方法，包括无人机边坡现场监测、边坡岩土体材料参数测试、计算机分析评估的三个过程。本发明利用无人机实现对边坡三维形态的全天候360度无死角扫描、监测；能够及时、精准获取露天矿开采期间爆破震动、大气降雨、车辆碾压等对边坡三维形态的影响，继而开展稳定性评估，给出的结果更符合边坡形态的实际情况；能够根据矿方需求对边坡动态演化状态实时的给出稳定性评价，分析结果时效性强；能够实时给出边坡的位移场、应力场、塑性区分布特征及安全系数，能进行边坡角与高度的优化分析；对其他山体滑坡、铁路、公路边坡等地形复杂区域都可以进行监测评估，适应性较强。

Description

基于无人机遥测的露天矿边坡三维形态稳定性评估方法
技术领域
本发明涉及边坡稳定性评估方法技术领域，具体是涉及基于无人机遥测的露天矿边坡三维形态稳定性评估方法。
背景技术
边坡稳定是露天矿露天开采的首要条件，同时也是铁路、公路隧道等路基工程研究的重要课题。实时掌握边坡形态进而开展稳定性评估对于露天矿的安全生产、公路铁路的安全运营等具有十分重要的作用。影响边坡稳定性的因素十分复杂，除了自身的地质特征及开采条件以外，还有降雨、工程扰动等因素。
目前的边坡稳定性分析主要是根据实际高度与角建模，然后利用数值分析软件进行稳定性评估，但问题在于建立的模型和实际情况有较多不符。例如：方法一：利用在地面布置的激光扫描仪进行扫描，受天气与地形影响较为明显，不能实现对边坡的360度无死角扫描，则无法建立符合实际情况的模型，后续的分析必然不精准。方法二：将边坡截弯取直，则对边坡的实际形态进行了简化处理，后续的分析也无法反应真实情况。方法三：利用边坡稳定监测车对边坡形态进行实时监测，其易受天气、地形影响，无法360度监测边坡的全形态，且无法给出边坡的位移场、应力场、塑性区分布特征及安全系数，进而不能进行边坡角与高度的优化。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于无人机遥测的露天矿边坡三维形态稳定性评估方法，以克服上述不足。
为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：基于无人机遥测的露天矿边坡三维形态稳定性评估方法，包括无人机边坡现场监测、边坡岩土体材料参数测试、计算机分析评估；具体包括：
(1)无人机边坡现场监测；利用安装了高清摄像机的无人机完成对露天边坡的全天候遥测，实时地将其形态数据传输给计算机以构建边坡三维形态几何特征，并针对边坡特定区域进行钻孔、取样为边坡岩土体材料参数测试工作提供样本；
(2)边坡岩土体材料参数测试；针对边坡现场取样的岩土体材料样本，进行岩石力学参数测试及矿物成份测试，以获得边坡岩土体材料参数；
(3)实时综合边坡三维形态几何特征及边坡岩土体材料参数，利用计算机分析软件对露天边坡三维形态稳定性进行分析，得到边坡三维形态稳定性评估结果。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
1.利用无人机能够实现对边坡三维形态的全天候360度无死角扫描、监测。
2.能够及时、精准获取露天矿开采期间爆破震动、大气降雨、车辆碾压等对边坡三维形态的影响，继而开展稳定性评估，给出的结果更符合边坡形态的实际情况。
3.能够根据矿方需求对边坡动态演化状态实时的给出稳定性评价，分析结果时效性强。
4.能够实时给出边坡的位移场、应力场、塑性区分布特征及安全系数，能进行边坡角与高度的优化分析。
5.对其他山体滑坡、铁路、公路边坡等地形复杂区域都可以进行监测评估，适应性较强。
附图说明
图1为本发明评估方法的逻辑框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1可知，基于无人机遥测的露天矿边坡三维形态稳定性评估方法，包括无人机边坡现场监测、边坡岩土体材料参数测试、计算机分析评估工作。
具体包括：
(1)无人机边坡现场监测。利用安装了高清摄像机的无人机完成对露天边坡的全天候遥测，实时地将其形态数据传输给计算机以构建边坡三维形态几何特征，并针对边坡特定区域进行钻孔、取样为边坡岩土体材料参数测试工作提供样本。
(2)边坡岩土体材料参数测试。针对边坡现场取样的岩土体材料样本，进行岩石力学参数测试及矿物成份测试，以获得边坡岩土体材料参数。
(3)实时综合边坡三维形态几何特征及边坡岩土体材料参数，利用计算机分析软件对露天边坡三维形态稳定性进行分析，得到边坡三维形态稳定性评估结果，获得边坡的安全系数、位移场、应力场及塑性区分布场等结果，用于指导工程实践。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.基于无人机遥测的露天矿边坡三维形态稳定性评估方法，其特征在于，包括无人机边坡现场监测、边坡岩土体材料参数测试、计算机分析评估；具体包括：
(1)无人机边坡现场监测；利用安装了高清摄像机的无人机完成对露天边坡的全天候遥测，实时地将其形态数据传输给计算机以构建边坡三维形态几何特征，并针对边坡特定区域进行钻孔、取样为边坡岩土体材料参数测试工作提供样本；
(2)边坡岩土体材料参数测试；针对边坡现场取样的岩土体材料样本，进行岩石力学参数测试及矿物成份测试，以获得边坡岩土体材料参数；
(3)实时综合边坡三维形态几何特征及边坡岩土体材料参数，利用计算机分析软件对露天边坡三维形态稳定性进行分析，得到边坡三维形态稳定性评估结果。
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