CN113989453A - 一种高陡危地形岩体rqd的获取方法、系统及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高陡危地形岩体RQD的获取方法、系统及装置，以解决现有技术中在高陡危地形获取RQD相关参数时需要现场量测的问题。其中，高陡危地形岩体RQD的获取方法包括以下步骤：获取待测岩体的影像信息；基于所述的影像信息建立所述待测岩体的三维地质模型；在所述的三维地质模型上圈定RQD的待量测范围；在所述待量测范围内标定进尺长度并获取所述进尺长度内结构面被切割后大于10cm的岩体长度；根据所述进尺长度及所述岩体长度计算得出RQD值。本发明具有减少现场量测工作从而保证工作人员的人身安全、提高量测效率、保证一定的量测精度等优点。

Description

一种高陡危地形岩体RQD的获取方法、系统及装置
技术领域
本发明涉及岩土工程测量技术领域，具体而言，涉及一种高陡危地形岩体RQD的获取方法、系统及装置。
背景技术
我国已建及在建的大中型水电工程中，高陡危地形十分普遍。目前超高大坝的高度已达305m量级，高陡边坡、高拱坝的建基面稳定问题是建大坝绕不过去的工程内容。在前期勘探及设计中，根据勘探试验内容确定坝区的岩体分级，但地质体通常是非连续匀质，存在局部岩级的变化，研究局部岩级的变化就涉及到局部的岩体分级。对高陡边坡、高拱坝建基面稳定问题的研究过程中，首先必须弄清其岩级分类，为局部工作部位的工程处理措施提供基础资料。
在各期勘探工作完成后进入技施阶段时，大坝的修建首先是坝基开挖，坝基开挖出建基面及大坝上、下游侧坡，进一步揭示工程区的地质条件。随着开挖的进行，会出现新的地质问题，设计人员需复核、分析新的地质问题对工程的安全稳定性影响，及时对已有的建设措施进行修改或者补充。
大坝边坡和建基面的稳定问题是建设的重中之重，这就要求地质工程师对新揭示的地质条件进行准确的分析，将分析的结果及时提交给结构设计工程师。对开挖揭示的边坡及建基面进行编录，分析开挖揭示的边坡及建基面的岩级。边坡的高陡危特点是引起编录误差的一个主要因素。目前的地质编录工作主要是人力作业，由于地质编录的特殊性，主要还是借助于罗盘、皮尺等工具进行，由于边坡的高陡，在两米以上范围的进行现场量测便会产生误差，并且进行高陡危的基建面的量测时，测量人员的人身安全也难以得到保障。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是减少基建面的现场量测工作，目的在于提供一种高陡危地形岩体RQD的获取方法、系统及装置。
本发明通过下述技术方案实现：
第一方面，本发明提供一种高陡危地形岩体的RQD获取方法，包括以下步骤：
获取待测岩体的影像信息；
基于所述的影像信息建立所述待测岩体的三维地质模型；
在所述的三维地质模型上圈定RQD的待量测范围；
在所述待量测范围内标定进尺长度并获取所述进尺长度内结构面被切割后大于10cm的岩体长度；
根据所述进尺长度及所述岩体长度计算得出RQD值。
优选的，所述影像信息通过无人机拍摄获得。
优选的，在所述的三维地质模型上圈定RQD的待量测范围时，拟定桩号及高程。
优选的，在所述待量测范围内标定进尺长度时的标定对象包括边坡及基建面。
优选的，为所述边坡标定进尺长度时包括以下内容：
沿所述边坡的走向建立第一基准线；
建立若干与所述第一基准线垂直的第二基准线，相邻所述第二基准线间距设置为1m以作为进尺长度；
沿所述第二基准线建立精度为1cm的刻度线。
优选的，为所述基建面标定进尺长度时包括以下内容：
以5*2m的规格圈定所述基建面中岩级有差异的三维地质模型作为次级待量测范围；
沿所述次级待量测范围的长边方向建立精度为1cm的刻度线。
优选的，所述的RQD根据下式获得：
Figure BDA0003342725560000021
其中，li为每个进尺长度内结构面被切割后大于10cm的岩体长度，L为与li对应的进尺长度。
第二方面，本发明提供一种高陡危地形岩体的RQD获取系统，包括：
图像获取模块，用于获取待测岩体的图像信息；
建立模块，用于根据所述图像信息生成三维地质模型；
数据获取模块，用于获取三维地质模型上的RQD的待量测范围值，用于获取拟定的进尺长度；
数据处理模块，用于在三维地质模型上标定待量测范围，用于在所述待量测范围内标定进尺长度，用于量测所述进尺长度内结构面被切割后大于10cm的岩体长度；
计算模块，用于计算RQD值，计算公式为
Figure BDA0003342725560000022
其中，li为每个进尺长度内结构面被切割后大于10cm的岩体长度，L为与li对应的进尺长度。
第三方面，本发明提供一种高陡危地形岩体的RQD获取装置，包括：
处理器，所述处理器包括如权利要求8所述的高陡危地形岩体的RQD获取系统；
显示器，所述显示器用于实现三维地质模型、待量测范围的可视化。
优选的，包括图像摄取器，所述图像摄取器与所述处理器无线通信连接。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明提供的一种高陡危地形岩体的RQD获取方法，对高陡危地形岩体进行图像采集，再根据图像形成高陡危地形岩体的三维地质模型，将现场测量的工作转移到三维地质模型上，减少了现场的量测工作，避免因现场测量不便而带来的测量误差，同时工作人员的人身安全也得到保障；
2、本发明提供的一种高陡危地形岩体的RQD获取方法，通过三维地质模型进行RQD的相关参数的量测，其结果误差取决于三维地质模型的精细度，从而可避免因人力量测带来的测量误差；
3、本发明提供的一种高陡危地形岩体的RQD获取方法，通过对三维地质模型进行量测，相对于现场量测，不需要搭建大规模的量测设备，不需要大幅度的进行量测点的转移，从而可提高RQD相关参数的获取效率，继而提高岩体分析项目的整体效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的一种高陡危地形岩体的RQD获取方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
第一方面，本发明提供一种高陡危地形岩体的RQD获取方法，如图1所示，本实施例包括以下步骤：
S1.获取待测岩体的影像信息；
待测岩体的影像信息优选采用无人机进行拍摄，由于待测岩体是高陡危地形上的岩体，采用无人机进行拍摄时，工作人员不必涉足危险地形，不必更换拍摄地点，既保证了工作人员的人身安全，也保证了图像的摄取效率。
当然，待测岩体的影像信息也可以通过现场预先搭建多个方位的拍摄点，通过远程遥控进行图像的拍摄，以获取待测岩体不同角度的形态结构，
S2.基于所述的影像信息建立所述待测岩体的三维地质模型；
拍摄岩体图像时，可在岩体附近放置已知尺寸的参照物，在成像后，便可根据图像中该参照物的成像尺寸与实际尺寸推算出图像与实际实物的尺寸比例，从而可推算出图像中岩体的主要线型的实际尺寸，根据岩体主要线型的实际尺寸，便可进行三维地质模型的生成。
需要说明的是，上述的三维地质模型主要表征为岩体的地貌特征，根据岩体的尺寸特征便可计算得出RQD值，而不必导入岩体特性参数进行三维地质的精细化建模。
S3.在所述的三维地质模型上圈定RQD的待量测范围；
对于高陡危地形，待量测范围主要针对边坡及基建面，其中，对于边坡的圈定以边坡开挖前后岩质明显有变化的区域为圈定标准，而基建面的圈定以岩级变化明显的区域为圈定标准，在圈定待量测范围时，需拟定桩号及相应的高程。
S4.在所述待量测范围内标定进尺长度并获取所述进尺长度内结构面被切割后大于10cm的岩体长度；
其中，为所述边坡标定进尺长度时包括以下内容：沿所述边坡的走向建立第一基准线，随后建立若干与所述第一基准线垂直的第二基准线，相邻所述第二基准线间距设置为1m以作为进尺长度，沿所述第二基准线建立精度为1cm的刻度线。
可理解的是，边坡的走向并不是处处平行的，故在建立第一基准线时，需要建立多条具有代表性的第一基准线，而第二基准线的间距设置为1m可便于RQD的求值计算，避免由于计算出现的误差累积。
其中，为所述基建面标定进尺长度时包括以下内容：以5*2m的规格圈定所述基建面中岩级有差异的三维地质模型作为次级待量测范围，沿所述次级待量测范围的长边方向建立精度为1cm的刻度线。
S5.根据所述进尺长度及所述岩体长度计算得出RQD值。
RQD根据下式获得：
Figure BDA0003342725560000041
其中，li为每个进尺长度内结构面被切割后大于10cm的岩体长度，L为与li对应的进尺长度。
即整体RQD的指标值为所有的进尺长度内的RQD值的总和。
第二方面，本发明提供一种高陡危地形岩体的RQD获取系统，本实施例包括：
图像获取模块，用于获取待测岩体的图像信息；
建立模块，用于根据所述图像信息生成三维地质模型；
数据获取模块，用于获取三维地质模型上的RQD的待量测范围值，用于获取拟定的进尺长度；
数据处理模块，用于在三维地质模型上标定待量测范围，用于在所述待量测范围内标定进尺长度，用于量测所述进尺长度内结构面被切割后大于10cm的岩体长度；
计算模块，用于计算RQD值，计算公式为
Figure BDA0003342725560000051
其中，li为每个进尺长度内结构面被切割后大于10cm的岩体长度，L为与li对应的进尺长度。
第三方面，本发明提供一种高陡危地形岩体的RQD获取装置，本实施例包括：
处理器，所述处理器包括上述的高陡危地形岩体的RQD获取系统；
显示器，所述显示器用于实现三维地质模型、待量测范围的可视化。
为了便于图像的实时获取，实现岩体整体外貌的不间断拍摄，包括图像摄取器，所述图像摄取器与所述处理器无线通信连接。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
本领域普通技术人员可以理解实现上述事实和方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，涉及的程序或者所述的程序可以存储于一计算机所可读取存储介质中，该程序在执行时，包括如下步骤：此时引出相应的方法步骤，所述的存储介质可以是ROM/RAM、磁碟、光盘等等。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高陡危地形岩体的RQD获取方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取待测岩体的影像信息；
基于所述的影像信息建立所述待测岩体的三维地质模型；
在所述的三维地质模型上圈定RQD的待量测范围；
在所述待量测范围内标定进尺长度并获取所述进尺长度内结构面被切割后大于10cm的岩体长度；
根据所述进尺长度及所述岩体长度得出RQD值。
2.根据权利要求1所述的一种高陡危地形岩体的RQD获取方法，其特征在于，所述影像信息通过无人机拍摄获得。
3.根据权利要求1所述的一种高陡危地形岩体的RQD获取方法，其特征在于，在所述的三维地质模型上圈定RQD的待量测范围时，拟定桩号及高程。
4.根据权利要求1所述的一种高陡危地形岩体的RQD获取方法，其特征在于，在所述待量测范围内标定进尺长度时的标定对象包括边坡及基建面。
5.根据权利要求4所述的一种高陡危地形岩体的RQD获取方法，其特征在于，为所述边坡标定进尺长度时包括以下内容：
沿所述边坡的走向建立第一基准线；
建立若干与所述第一基准线垂直的第二基准线，相邻所述第二基准线间距设置为1m以作为进尺长度；
沿所述第二基准线建立精度为1cm的刻度线。
6.根据权利要求4所述的一种高陡危地形岩体的RQD获取方法，其特征在于，为所述基建面标定进尺长度时包括以下内容：
以5*2m的规格圈定所述基建面中岩级有差异的三维地质模型作为次级待量测范围；
沿所述次级待量测范围的长边方向建立精度为1cm的刻度线。
7.根据权利要求1所述的一种高陡危地形岩体的RQD获取方法，其特征在于，所述的RQD根据下式获得：
Figure FDA0003342725550000011
其中，li为每个进尺长度内结构面被切割后大于10cm的岩体长度，L为与li对应的进尺长度。
8.一种高陡危地形岩体的RQD获取系统，其特征在于，包括：
图像获取模块，用于获取待测岩体的图像信息；
建立模块，用于根据所述图像信息生成三维地质模型；
数据获取模块，用于获取三维地质模型上的RQD的待量测范围值，用于获取拟定的进尺长度；
数据处理模块，用于在三维地质模型上标定待量测范围，用于在所述待量测范围内标定进尺长度，用于量测所述进尺长度内结构面被切割后大于10cm的岩体长度；
计算模块，用于计算RQD值，计算公式为
Figure FDA0003342725550000021
其中，li为每个进尺长度内结构面被切割后大于10cm的岩体长度，L为与li对应的进尺长度。
9.一种高陡危地形岩体的RQD获取装置，其特征在于，包括：
处理器，所述处理器包括如权利要求8所述的高陡危地形岩体的RQD获取系统；
显示器，所述显示器用于实现三维地质模型、待量测范围的可视化。
10.根据权利要求9所述的一种高陡危地形岩体的RQD获取装置，其特征在于，包括图像摄取器，所述图像摄取器与所述处理器无线通信连接。
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