CN110469283B - 一种定向钻孔岩心结构面产状计算方法 - Google Patents

一种定向钻孔岩心结构面产状计算方法 Download PDF

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CN110469283B CN201910792777.9A CN201910792777A CN110469283B CN 110469283 B CN110469283 B CN 110469283B CN 201910792777 A CN201910792777 A CN 201910792777A CN 110469283 B CN110469283 B CN 110469283B
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Abstract

本发明提供了一种定向钻孔岩心结构面产状计算方法，以待测结构面的中心点为坐标原点，建立法向量、第一坐标系与第二坐标系，第一坐标系为以竖直方向为Z轴的实际坐标系，第二坐标系为以取出后的岩心的轴线为Z轴的相对坐标系，先将法向量在第二坐标系中的坐标用与事先测得的α、β三角函数相关的表达式表示，再用事先测得的θ、γ三角函数相关的表达式表示第二坐标系与第一坐标系之间的转换关系，进而得到法向量在第一坐标系中的与α、β、θ、γ相关的实际坐标，再以该实际坐标来求解结构面的真倾角ε与真倾向ω，得到结构面的产状。本发明简单方便，准确度高，整个计算过程可通过设置Excel表格工具进行自动计算，节省人力物力与财力。

Description

一种定向钻孔岩心结构面产状计算方法
技术领域
本发明涉及地质测绘技术领域，尤其是一种定向钻孔岩心结构面产状计算方法。
背景技术
岩层产状计算是地质测绘的一项重要内容，主要用于测算与绘制地质剖面图，岩层产状指岩层在空间产出的状态和方位的总称，除水平岩层成水平状态产出外，一切倾斜岩层的产状均以其走向、倾向和倾角表示，走向、倾向和倾角称为岩层产状三要素。参见图3，岩层面与水平面的交线或岩层面上的水平线即该岩层的走向线，其两端所指的方向为岩层的走向，可由两个相差180°的方位角来表示(如NE25°与SW205°)，垂直走向线沿倾斜层面向下方所引直线为岩层倾斜线，倾斜线的水平投影线(即倾向线)所指的层面倾斜方向就是岩层的真倾向，走向与真倾向相差90°。岩层的倾斜线与其水平投影线之间的夹角即岩层的真倾角。所以，岩层的倾角就是垂直岩层走向的剖面上层面与水平面之间的夹角。
对于裸露的岩层(如矿区边坡)，可以直接通过地质罗盘测得岩层的走向、真倾向及真倾角。但对于非裸露的岩层，则不能通过地质罗盘进行测算，目前使用较多的方法是钻孔成像法，即在定向钻孔的钻头上安装摄像头，通过摄像头拍摄岩层图像，用计算机对图像进行分析解算得到走向、真倾向及真倾角这三个要素，由于安装摄像头需要在钻头上开孔，且定向钻孔深度较深，一般在几十米以上，摄像头及相关的连接线路极易遭到损伤与破坏，另外，解算结果还受图像质量的影响，准确度较难保证。因此，现有技术中需要一种方案来解决这个问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种定向钻孔岩心结构面产状计算方法，以解决背景技术中提出的问题。
一种定向钻孔岩心结构面产状计算方法，包括以下步骤：
S1)定向钻孔的岩心取出后，在岩心外柱面绘制定向母线，所述定向母线为过钻孔最高点或钻孔最低点的线，即所述定向母线经过被钻取前的岩心的所有径向平面的竖向最高点或竖向最低点，选取待测结构面，用工具测量待测结构面的α角与β角，其中α角为待测结构面与岩心轴线之间的夹角，β角为在岩心外柱面上以结构面母线为起点至对应结构面最低点或最高点处所需转过的圆周角度；
S2)在待测结构面上建立第一坐标系OXYZ与第二坐标系OX′Y′Z′，第一坐标系与第二坐标系均为空间直角坐标系且两个坐标系的的坐标原点重合于O点，O点位于岩心轴线上且与待测结构面的椭圆中心重合，其中：
第一坐标系的Z轴与竖直方向重合，第一坐标系的Z轴正方向为竖向向上的方向，第一坐标系的XOY平面与水平面重合，第一坐标系的Y轴正方向为地球的正北方向，第一坐标系的X轴正方向为地球的正东方向；
第二坐标系的Z′轴与岩心的轴线重合，第二坐标系的Z′轴正方向为与定向钻孔钻进方向相反的方向，第二坐标系的X′OY′平面与岩心的径向平面重合，第二坐标系的Y′轴过岩心母线，Y′轴正方向为由岩心轴线指向岩心母线的方向，第二坐标系的X′轴为Y′轴绕Z′轴以左手法则顺时针旋转90°；
S3)作待测结构面的法向量
Figure BDA0002179996510000021
法向量
Figure BDA0002179996510000022
的起点为所述坐标原点O，终点为点n，相应的，点n在第一坐标系中的坐标定义为(x，y，z)，将坐标(x，y，z)以式1所示的形式表示：
Figure BDA0002179996510000023
点n在第二坐标系中的坐标定义为(x′，y′，z′)，坐标(x′，y′，z′)通过式2表示：
Figure BDA0002179996510000024
其中，ε为待测的结构面的真倾角，ω为待测的结构面的真倾向，
Figure BDA0002179996510000025
为向量
Figure BDA0002179996510000026
的模，α角与β角已由步骤S1测得；
S4)将第二坐标系OX′Y′Z′进行第一次坐标转换得到第三坐标系OX″Y″Z″，第一次坐标转换具体为：将Y′OZ′平面绕X′轴顺时针或逆时针转动(90-θ)°，使得Z′轴转动(90-θ)°后得到的Z″轴变成与Z轴重合的竖直方向，所述θ为步骤S1实施前所事先确定的定向钻孔倾角，定向钻孔倾角指钻孔钻头轴线与水平面之间的夹角；
S5)将经由步骤S4转换后得到的第三坐标系OX″Y″Z″进行第二次坐标转换，得到与第一坐标系OXYZ重合的坐标系，第二次坐标转换具体为：将X″OY″平面绕Z″轴顺时针或逆时针转动γ°，使转动γ°后的Y″轴与地球正北方向重合，所述γ为步骤S1实施前所事先确定的定向钻孔方位角，定向钻孔方位角指正北方向沿顺时针方向转至钻头轴线所在的竖直平面所转过的角度，钻头轴线所在的竖直平面与过岩心母线及岩心轴线的平面相对应；
S6)根据式2及步骤S4与步骤S5所得到的第二坐标系OX′Y′Z′与第一坐标系OXYZ之间的转换关系，点n在第一坐标系中的坐标(x，y，z)另可用与α、β、θ、γ四个角度的三角函数值相关的表达式来表示，将与α、β、θ、γ四个角度的三角函数值相关的表达式所表达的坐标(x，y，z)返回至步骤S3中，利用式1计算ε与ω，即得到了待测结构面的产状。
优选的，所述法向量
Figure BDA0002179996510000031
为单位法向量，即
Figure BDA0002179996510000032
优选的，所述步骤S6可采用Excel VBA编程工具进行计算。
进一步的，所述步骤S1中，每回次钻孔钻进前，采用机械方式在每回次的岩心尾部端面敲打定向标记点，定向标记点位于过岩心轴线的竖直平面内，所述定向母线与各回次岩心上的定向标记点位于同一轴向平面内，据此在岩心外柱面上绘制所述定向母线，从而使得所述定向母线经过被钻取前的岩心的所有径向平面的竖向最高点或竖向最低点。
优选的，所述定向母线经过被钻取前的岩心的所有径向平面的竖向最高点，所述步骤S4中，第一次坐标转换具体为：将Y′OZ′平面绕X′轴按左手法则顺时针转动(90-θ°；所述步骤S5中，第二次坐标转换具体为：将X″OY″平面绕Z″轴按右手法则逆针转动γ°。
进一步的，所述步骤S6中，用与α、β、θ、γ四个角度的三角函数值相关的表达式来表示的点n在第一坐标系中的坐标(x，y，z)如式3所示：
Figure BDA0002179996510000033
本发明至少具有以下有益效果：
本发明提供了一种定向钻孔岩心结构面产状计算方法，以待测结构面的中心点为坐标原点，建立第一坐标系与第二坐标系，第一坐标系为以竖直方向为Z轴的实际坐标系，第二坐标系为以取出后的岩心的轴线为Z轴的相对坐标系，以过待测结构面的中心点的法向量为待求解的参数，先将该法向量在第二坐标系中的坐标用与事先测得的α、β三角函数相关的表达式表示，再用事先测得的θ、γ三角函数相关的表达式表示第二坐标系与第一坐标系之间的转换关系，进而得到法向量在第一坐标系中的实际坐标，该实际坐标用与α、β、θ、γ四个角度的三角函数值相关的表达式来表示，再通过法向量的实际坐标来求解待测结构面的真倾角ε与真倾向ω，即得到结构面的产状。
本发明的方法无需在钻头上安装摄像头，岩心取出后，只需测量α和β角，就可计算得到真倾角ε与真倾向ω，简单方便，准确度高，且整个计算过程可通过设置Excel表格工具进行自动计算，相当方便，节省人力物力与财力。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明所述定向母线的位置示意图(定向母线对应钻孔最高点)；
图2是本发明所述α角位置示意图；
图3是本发明优选实施例所述第一坐标系OXYZ的空间位置图；
图4是本发明优选实施例所述第二坐标系OX′Y′Z′的X′OY′平面结构图；
图5是本发明优选实施例所述第二坐标系OX′Y′Z′的空间位置图；
图6是本发明所述θ角的空间位置示意图(侧视方向)；
图7是本发明所述γ角的空间位置示意图(俯视方向)；
图8本发明优选实施例的第二坐标系OX′Y′Z′进行第一次坐标转换的示意图；
图9是本发明优选实施例的第二坐标系OX′Y′Z′进行第二次坐标转换的示意图；
图中：1-钻头，11-钻头轴线，2-岩心，21-岩心轴线，22-岩心母线，23-结构面，3-走向线，4-倾斜线，5-倾向线，6-水平面。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
一种定向钻孔岩心结构面产状计算方法，包括以下步骤：
S1)定向钻孔的岩心取出后，在岩心外柱面绘制定向母线，参见图1，本实施例中，所述定向母线为过钻孔最高点的线，即所述定向母线经过被钻取前的岩心的所有径向平面的竖向最高点，选取待测结构面，用工具测量待测结构面的α角与β角，参见图2，其中α角为待测结构面与岩心轴线之间的夹角，参见图4，β角为在岩心外柱面上以结构面母线为起点至对应结构面最低点处所需转过的圆周角度。
目前，α角与β角的测量分别采用角度尺和线性量角器。所述角度尺就是市面上可以购买到的普通量角器。而线性量角器是一种测量角度用的印有角度线的透明塑料板，该塑料板可弯曲，测量时，先将透明塑料板包裹住岩心外柱面，并使透明塑料板上的零度线与岩心外柱面母线重合，再在对应岩心结构面的最低点位置处读取β角角度数值。
S2)在待测结构面上建立第一坐标系OXYZ与第二坐标系OX′Y′Z′，第一坐标系与第二坐标系均为空间直角坐标系且两个坐标系的的坐标原点重合于O点，O点位于岩心轴线上且与待测结构面的椭圆中心重合。
参见图3，第一坐标系的Z轴与竖直方向重合，第一坐标系的Z轴正方向为竖直向上的方向，第一坐标系的XOY平面与水平面重合，第一坐标系的Y轴正方向为地球的正北方向，第一坐标系的X轴正方向为地球的正东方向；
参见图4，第二坐标系的Z′轴与岩心的轴线重合，第二坐标系的Z′轴正方向为与定向钻孔钻进方向相反的方向，第二坐标系的X′OY′平面与岩心的径向平面重合，第二坐标系的Y′轴过岩心母线，Y′轴正方向为由岩心轴线指向岩心母线的方向，第二坐标系的X′轴为Y轴绕Z′轴以左手法则顺时针旋转90°；
S3)作待测结构面的单位法向量
Figure BDA0002179996510000051
单位法向量
Figure BDA0002179996510000052
的模
Figure BDA0002179996510000053
法向量
Figure BDA0002179996510000054
的起点为所述坐标原点O，终点为点n，点n在第一坐标系中的坐标定义为(x，y，z)，根据式1及图3，坐标(x，y，z)以式4所示的形式表示：
Figure BDA0002179996510000055
点n在第二坐标系中的坐标定义为(x′，y′，z′)，根据式2及图5，由于结构面与轴心夹角为α，可知向量
Figure BDA0002179996510000056
与Z′正轴夹角为(90-α)度；由于结构面母线为起点至结构面最低点的角度为β，向量
Figure BDA0002179996510000057
在X′OY′平面上的投影与Y′轴正方向沿顺时针夹角为β，坐标(x′，y′，z′)可通过式5表示：
Figure BDA0002179996510000058
其中，ε为待测的结构面的真倾角，ω为待测的结构面的真倾向，α角与β角已由步骤S1测得；
S4)参见图8，将第二坐标系OX′Y′Z′进行第一次坐标转换得到第三坐标系OX″Y″Z″，第一次坐标转换具体为：将Y′OZ′平面绕X′轴按左手法则顺时针转动(90-θ)°，使得Z′轴转动(90-θ)°后得到的Z″轴变成与Z轴重合的竖直方向，参见图6，所述θ为步骤S1实施前所事先确定的定向钻孔倾角，定向钻孔倾角指钻孔钻头轴线与水平面之间的夹角；
S5)参见图9，将经由步骤S4转换后得到的第三坐标系OX″Y″Z″进行第二次坐标转换，得到与第一坐标系OXYZ重合的坐标系，第二次坐标转换具体为：将X″OY″平面绕Z″轴按右手法则逆时针转动γ°，使转动γ°后的Y″轴与地球正北方向重合，参见图7，所述γ为步骤S1实施前所事先确定的定向钻孔方位角，定向钻孔方位角指正北方向沿顺时针方向转至钻头轴线所在的竖直平面所转过的角度，钻头轴线所在的竖直平面与过岩心母线及岩心轴线的平面相对应；
S6)根据式2及步骤S4与步骤S5所得到的第二坐标系OX′Y′Z′与第一坐标系OXYZ之间的转换关系，点n在第一坐标系中的坐标(x，y，z)另可用与α、β、θ、γ四个角度的三角函数值相关的表达式来表示，将与α、β、θ、γ四个角度的三角函数值相关的表达式所表达的坐标(x，y，z)返回至步骤S3中，利用式1计算ε与ω，即得到了待测结构面的产状。
步骤S6的具体计算过程及原理如下：
参见图8，将Y′OZ′平面绕X′轴按左手法则顺时针转动(90-θ)°，则单位法向量
Figure BDA0002179996510000061
在第二坐标系OX′Y′Z′中的坐标(x′，y′，z′)与单位法向量
Figure BDA0002179996510000062
在第三坐标系OX″Y″Z″中的坐标(x″，y″，z″)之间有式6所示的关系式：
Figure BDA0002179996510000063
式6可转化成式7：
Figure BDA0002179996510000064
参见图9，将X″OY″平面绕Z″轴按右手法则逆时针转动γ°，即得到了一个与第一坐标系重合的坐标系，直接以第一坐标系代替这个经两次转换得到的坐标系，则单位法向量
Figure BDA0002179996510000065
在第三坐标系OX″Y″Z″中的坐标(x″，y″，z″)与单位法向量
Figure BDA0002179996510000066
在第一坐标系OXYZ中的坐标(x，y，z)之间有式8所示的关系式：
Figure BDA0002179996510000067
结合式7与式8可得到式9：
Figure BDA0002179996510000068
式9简化后得到式10：
Figure BDA0002179996510000069
将式10代入式5中，即可得到式11：
Figure BDA0002179996510000071
式11即为与α、β、θ、γ四个角度的三角函数值相关的表达式，根据θ、γ值和测得的结构面的α、β值，可计算出法向量在第一坐标系OXYZ中的实际坐标(x，y，z)，再向实际坐标(x，y，z)返回至式4中，计算ε与ω。
用本发明的产状计算方法计算同一定向钻孔岩心上的某6种结构面产状结果如表1：
表1
γ角数值(°) θ角数值(°) α角数值(°) β角数值(°) 真倾角ε(°) 真倾向ω(°)
结构面一 360 67 80 229 30 165
结构面二 360 67 70 125 38 207
结构面三 360 67 55 95 43 237
结构面四 360 67 45 125 61 222
结构面五 360 67 60 147 51 201
结构面六 360 67 80 144 32 191
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种定向钻孔岩心结构面产状计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1)定向钻孔的岩心取出后，在岩心外柱面绘制定向母线，所述定向母线为过钻孔最高点或钻孔最低点的线，即所述定向母线经过被钻取前的岩心的所有径向平面的竖向最高点或竖向最低点，选取待测结构面，用工具测量待测结构面的α角与β角，其中α角为待测结构面与岩心轴线之间的夹角，β角为在岩心外柱面上以结构面母线为起点至对应结构面最低点或最高点处所需转过的圆周角度；
S2)在待测结构面上建立第一坐标系OXYZ与第二坐标系OX′Y′Z′，第一坐标系与第二坐标系均为空间直角坐标系且两个坐标系的的坐标原点重合于O点，O点位于岩心轴线上且与待测结构面的椭圆中心重合，其中：
第一坐标系的Z轴与竖直方向重合，第一坐标系的Z轴正方向为竖向向上的方向，第一坐标系的XOY平面与水平面重合，第一坐标系的Y轴正方向为地球的正北方向，第一坐标系的X轴正方向为地球的正东方向；
第二坐标系的Z′轴与岩心的轴线重合，第二坐标系的Z′轴正方向为与定向钻孔钻进方向相反的方向，第二坐标系的X′OY′平面与岩心的径向平面重合，第二坐标系的Y′轴过岩心母线，Y′轴正方向为由岩心轴线指向岩心母线的方向，第二坐标系的X′轴为Y′轴绕Z′轴以左手法则顺时针旋转90°；
S3)作待测结构面的法向量
Figure FDA0002179996500000011
法向量
Figure FDA0002179996500000012
的起点为所述坐标原点O，终点为点n，相应的，点n在第一坐标系中的坐标定义为(x，y，z)，将坐标(x，y，z)以式1所示的形式表示：
Figure FDA0002179996500000013
点n在第二坐标系中的坐标定义为(x′，y′，z′)，坐标(x′，y′，z′)通过式2表示：
Figure FDA0002179996500000014
其中，ε为待测的结构面的真倾角，ω为待测的结构面的真倾向，
Figure FDA0002179996500000015
为向量
Figure FDA0002179996500000016
的模，α角与β角已由步骤S1测得；
S4)将第二坐标系OX′Y′Z′进行第一次坐标转换得到第三坐标系OX″Y″Z″，第一次坐标转换具体为：将Y′OZ′平面绕X′轴顺时针或逆时针转动(90-θ)°，使得Z′轴转动(90-θ)°后得到的Z″轴变成与Z轴重合的竖直方向，所述θ为步骤S1实施前所事先确定的定向钻孔倾角，定向钻孔倾角指钻孔钻头轴线与水平面之间的夹角；
S5)将经由步骤S4转换后得到的第三坐标系OX″Y″Z″进行第二次坐标转换，得到与第一坐标系OXYZ重合的坐标系，第二次坐标转换具体为：将X″OY″平面绕Z″轴顺时针或逆时针转动γ°，使转动γ°后的Y″轴与地球正北方向重合，所述γ为步骤S1实施前所事先确定的定向钻孔方位角，定向钻孔方位角指正北方向沿顺时针方向转至钻头轴线所在的竖直平面所转过的角度，钻头轴线所在的竖直平面与过岩心母线及岩心轴线的平面相对应；
S6)根据式2及步骤S4与步骤S5所得到的第二坐标系OX′Y′Z′与第一坐标系OXYZ之间的转换关系，点n在第一坐标系中的坐标(x，y，z)另可用与α、β、θ、γ四个角度的三角函数值相关的表达式来表示，将与α、β、θ、γ四个角度的三角函数值相关的表达式所表达的坐标(x，y，z)返回至步骤S3中，利用式1计算ε与ω，即得到了待测结构面的产状。
2.根据权利要求1所述的一种定向钻孔岩心结构面产状计算方法，其特征在于，所述法向量
Figure FDA0002179996500000021
为单位法向量，即
Figure FDA0002179996500000022
3.根据权利要求1所述的一种定向钻孔岩心结构面产状计算方法，其特征在于，所述步骤S6可采用Excel VBA编程工具进行计算。
4.根据权利要求1所述的一种定向钻孔岩心结构面产状计算方法，其特征在于，所述步骤S1中，每回次钻孔钻进前，采用机械方式在每回次的岩心尾部端面敲打定向标记点，定向标记点位于过岩心轴线的竖直平面内，所述定向母线与各回次岩心上的定向标记点位于同一轴向平面内，据此在岩心外柱面上绘制所述定向母线，从而使得所述定向母线经过被钻取前的岩心的所有径向平面的竖向最高点或竖向最低点。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种定向钻孔岩心结构面产状计算方法，其特征在于，所述定向母线经过被钻取前的岩心的所有径向平面的竖向最高点，所述步骤S4中，第一次坐标转换具体为：将Y′OZ′平面绕X′轴按左手法则顺时针转动(90-θ)°；所述步骤S5中，第二次坐标转换具体为：将X″OY″平面绕Z″轴按右手法则逆针转动γ°。
6.根据权利要求5所述的一种定向钻孔岩心结构面产状计算方法，其特征在于，所述步骤S6中，用与α、β、θ、γ四个角度的三角函数值相关的表达式来表示的点n在第一坐标系中的坐标(x，y，z)如式3所示：
Figure FDA0002179996500000023
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111768104B (zh) * 2020-06-30 2022-07-29 黄河勘测规划设计研究院有限公司 单斜砂泥岩互层型坝基岩性变化程度定量评价方法
CN113202456B (zh) * 2021-04-21 2023-10-31 中煤科工集团西安研究院有限公司 一种基于图像处理的煤矿井下开孔角度测量装置和方法
CN115452820B (zh) * 2022-07-21 2023-10-27 成都华建地质工程科技有限公司 基于钻孔电视图像提取结构面特征的方法及装置和介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3471936A (en) * 1966-07-22 1969-10-14 Sagem Apparatus for measuring the spherical coordinates of a luminous point
CN103697854A (zh) * 2013-12-10 2014-04-02 广西华锡集团股份有限公司 一种非接触式结构面产状测量方法
CN104280013A (zh) * 2014-10-30 2015-01-14 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 基于测量坐标确定岩体结构面产状的方法
CN103983236B (zh) * 2014-06-01 2016-01-13 中国石油大学(华东) 斜井岩心裂缝定向方法
CN104390628B (zh) * 2014-10-23 2016-12-07 长江岩土工程总公司（武汉） 地质结构面产状测定装置
CN106595567A (zh) * 2016-12-20 2017-04-26 黄河勘测规划设计有限公司 地质结构面产状测量方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3471936A (en) * 1966-07-22 1969-10-14 Sagem Apparatus for measuring the spherical coordinates of a luminous point
CN103697854A (zh) * 2013-12-10 2014-04-02 广西华锡集团股份有限公司 一种非接触式结构面产状测量方法
CN103983236B (zh) * 2014-06-01 2016-01-13 中国石油大学(华东) 斜井岩心裂缝定向方法
CN104390628B (zh) * 2014-10-23 2016-12-07 长江岩土工程总公司（武汉） 地质结构面产状测定装置
CN104280013A (zh) * 2014-10-30 2015-01-14 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 基于测量坐标确定岩体结构面产状的方法
CN106595567A (zh) * 2016-12-20 2017-04-26 黄河勘测规划设计有限公司 地质结构面产状测量方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
利用定向岩芯求解岩层结构面产状的数学模型推导与程序;楼日新;《水电站设计》;19960630;第12卷(第2期);第89-99页 *
钻探方法确定岩体结构面产状;石永泉等;《中国地质灾害与防治学报》;20070331;第18卷(第1期);第120-123页 *

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