岩体结构建模系统软件设计与研究

岩体结构建模系统软件设计与研究

一、岩体结构建模系统软件设计与研究(论文文献综述)

胡建军[1](2022)在《香炉山钨矿采空区群失稳模式与控制技术》文中进行了进一步梳理地下矿山全面法开采过程中会形成大量采空区,对于缺乏严格控制和规范管理的矿山,其无序乱采形成的不规则采空区不能及时进行有效处理,导致井下矿体千疮百孔,形态复杂。此外,因早期采矿技术水平相对落后,采富弃贫现象较为严重,致使大量宝贵矿产资源被遗弃至采空区周边。随着矿产资源不断枯竭以及采矿工艺技术水平不断提升,遗留在采空区周边的矿产资源越来越被重视,而如何在资源开采过程中确保采空区群的安全稳定,是矿山企业面临的主要难题,如此,复杂采空区群的稳定性问题对残矿资源的安全开采提出了巨大挑战。目前对该问题的研究,多以单个采空区稳定性的简化、近似的理论分析为主,工程实践应用也以经验法居多,对大面积复杂采空区群的失稳破坏模式、破坏过程的关联发展机制、采空区群的系统稳定性研究相对较少。本文采用现场调查、理论推导、试验研究、数值模拟等方法,对形态复杂的单个采空区、采空区群进行了深入研究,获得了采空区群空间形态特征及其失稳模式,揭示了采空区群失稳链式发展规律和能量迁移特征,针对性提出了断链减灾控制技术,进而形成了一套“空区精准探测-空间结构划分-失稳链条追踪-充填断链治理”的复杂采空区群稳定性分析与控制技术,研究成果在香炉山钨矿进行了工程技术应用验证。主要研究成果包括:(1)构建了香炉山钨矿采空区群空间结构模型通过研究香炉山钨矿开采资料,结合空区探测、三维扫描等手段,开展了地下采空区空间分布形态、几何分布特征及空间结构模式研究。以香炉山钨矿采空区群为工程背景,揭示了东区试验采场空区群三维形态、空间位置分布、矿柱排列方式等赋存现状,建立了香炉山钨矿采空区群空间结构模型。(2)提出采空区分形特征及空区群空间关系表达式从金属矿山矿体产状、品位的空间分布规律入手,研究了矿体空间分布特征与采空区形态依属关系,揭示了采空区空间形态特征是矿体局部反映的一般规律。借助分形理论分析方法,研究了采空区空间分布形态的分形规律与特征,揭示了分维值与采空区岩体应力集中程度的关系。引入基于Voronoi图的空间划分方法,结合采空区顶板穷举搜索法,提出了采空区群空间关系表达式。(3)建立了采空区群破坏特征及失稳模式表征方法研究了采空区矿柱及顶板破坏的一般特征及稳定性计算方法,建立了采空区赋存环境残矿回收扰动条件下周边矿柱力学支撑结构模型,分析了采空区群矿柱及顶板间应力转移的自组织过程,提出了空区顶板及矿柱损伤演化破坏状态判识方法,建立了动态扰动下采空区失稳模式,实现了采空区群灾变过程状态追踪与判识。(4)提出了采空区群灾变诱发失稳判据及灾害链式发展机制研究了单个矿柱失稳后临近矿柱、空区群的应力场、能量场变化规律,揭示了单个空区失稳条件下临近空区的扰动特征,以及动态效应下相邻空区的依存关系及诱发失稳判据。基于灾变链式理论探究了岩体应力在围岩及矿柱间的聚集、转移规律,以及应力转移期间能量的聚集、传递和耗散特征,揭示了空区群“多米诺骨牌”链式失稳破坏的发展机制。(5)研发了采空区群灾变期断链减灾措施及控制技术研究了空区群灾变链式效应模式与终止条件,利用创新方法理论的矛盾分析法和物质-场分析法相关技术发明原理,揭示了复杂采空区群残矿回采过程中采空区群稳定性问题的根本原因。结合香炉山钨矿工程实际,研发了采空区群灾变发生发展的断链减灾措施及采空区群治理技术,形成了复杂采空区群“多米诺骨牌”链式失稳模式与控制技术,并在香炉山钨矿山进行了工程技术验证。

钦盼琛[2](2021)在《地质隐患远程监测技术研究及应用》文中研究表明地质隐患监测预警非常重要,可避免或大幅减少地质灾害发生,为此,国家正在大力推进地质隐患监测系统的建设。针对现有地质隐患监测系统存在数据传输及时性和可靠性有待提高等问题,对地质隐患监测系统中数采及传输部分关键技术展开研究。主要工作内容如下:分析现有地质隐患监测系统存在问题,搭建并联型系统架构;对远程传输协议主、被动模式进行研究,提出了多动能数据采集及传输模块嵌入式的软件设计方案和基于C/S架构的监测软件设计方案;对物联网卡与语音卡应用特点、手机短信遥控及编解码技术、数采及传输模块固件更新技术、预警模型建模方法等关键技术展开研究,确定了监测系统技术路线。对系统数采及传输模块设计实现展开研究,基于RT-Thread操作系统进行软件设计,实现了数据的暂存和上传、远程重启和远程固件升级,提高了监测系统的可靠性和实用性;通过C/S架构对监控客户端进行设计,完成了对系统监控,实现了系统无人值守。通过实验系统对以上关键技术研究成果进行了验证,分析实验结果,并对网络不佳等情况下的异常进行处理优化。最终实验表明,以上地质隐患监测系统关键技术研究成果具有一定的实际应用价值。

潘东东[3](2020)在《复杂岩溶裂隙-管道介质注浆扩散模拟分析方法及应用》文中研究说明岩溶地区地下工程施工通常伴随着复杂的地质条件,岩溶裂隙-管道纵横交错,地下水径流条件异常复杂,导致突涌水灾害频发且治理难度极大。在地下工程突涌水灾害治理中,注浆是最常用的方法,浆液的扩散运移规律对工程设计和施工具有重要的意义。由于岩溶介质的复杂性导致浆液扩散过程极具隐蔽性,其扩散规律无法被直观的判定,因此复杂岩溶介质三维地质模型的构建是开展注浆扩散机理研究的基础。另一方面,岩溶地区工程地质环境复杂多变,浆液在动水条件下的扩散规律及封堵机理缺乏有效的研究手段,数值计算方法可以实现浆液扩散过程的可视化仿真,但是浆水相互作用理论不完善限制了其推广应用。此外,岩体介质的不同必然导致浆液扩散过程产生较大差异,其中所涉及的注浆扩散理论也将不同,针对复杂的岩溶裂隙-管道介质目前尚缺乏一种统一的注浆模拟分析方法。针对上述问题,本文以理论分析、数值模拟及试验验证为主要研究手段,提出了一种确定与随机相结合的复杂岩溶裂隙-管道介质三维地质建模方法,建立了一种统一的裂隙-管道介质动水注浆扩散模拟分析方法,并开展了数值方法的验证及应用研究,以期为实际工程浆液选型、注浆参数确定以及注浆工艺优化提供理论依据。本文的主要研究工作及成果如下:(1)根据节理、层理在岩体表面的出露特点分别进行数据采集,利用区域生长算法提取面状节理的产状信息;结合三维空间点云数据以及真实图像数据开展人工干预的半自动线状层理信息采集。从几何学、地质统计学的角度给出三维空间中复杂结构面的分组、空间密度分布函数,并编制相应的计算程序,完成裂隙网络模型构建,最终提出了一种裂隙网络确定-随机识别与建模方法(DSIM-Deterministic-Stochastic Identification and Modelling),降低了岩体内部的不确定性。利用ICMC(Improved Coupled Markov Chain)理论建立了考虑地层变异性的裂隙岩体模型,利用傅里叶变换方法实现了粗糙管道表面模型构建。在现有三维空间数据可视化技术基础上,针对性的开展了石灰石矿山三维空间数据建模分析,探索研究了多源复杂空间数据的一体化管理、空间分析等关键技术,为注浆扩散模拟分析提供了基础模型。(2)提出了注浆分序扩散固化模型与数值模拟方法(SDS-Sequential Diffusion and Solidification),将注浆过程离散为一个分序扩散固化过程,比传统方法具有明显优势,不同序次浆液注入后服从各自的粘度时变函数,合理表征了浆液粘度变化的时间特性;并基于计算流体力学、多相流理论,追踪和更新不同序次浆液注入后的空间位置变化,进而合理表征了浆液粘度变化的空间特性,最终解决了浆液黏度时空双变难以表征和数值实现的难题。基于SDS方法建立了以粘性不可压缩多相流模型为基础,并采用流体体积法在固定欧拉网格下追踪分序相界面的移动,引入逆梯度处理方法确保了分序相界面的尖锐性,利用通量修正传输算法保证了分序次浆、水相分数的有界性,进而解决了分序次浆、水相界面的精细刻画与界面追踪问题。针对浆液固化期粘度指数增大计算不收敛的关键问题,基于实验测试和理论研究,提出了浆液固化期粘度阈值模型,解决了考虑粘度时空双变、浆液扩散区域空间搜索及浆液扩散形态追踪等复杂问题并存条件下的计算收敛性问题,实现了动水注浆过程浆液扩散与相变固化过程模拟。SDS方法采用统一的多相流理论和数值算法表征不同序次浆液和水的相互作用,模型和数值算法不依赖于被注裂隙或管道的介质特征,同时适用于裂隙层流、裂隙紊流和管道紊流,因此,SDS方法和处理思想统一了裂隙-管道介质的动水注浆模拟分析,避免了不同介质采用不同模型和算法带来的介质耦合模拟问题,实现了裂隙-管道介质浆液扩散过程粘度-压力-速度时空演化全过程仿真分析。(3)开展了 SDS方法在静水、动水条件下裂隙介质的有效性及可行性分析,探究了动水流速对注浆压力的变化、浆液的逆流扩散距离以及顺流扩散形态的影响规律。该模型较为真实的刻画了裂隙动水注浆扩散沉积形态,并进一步在工程尺度验证了该模型在溶蚀宽大裂隙、三维复杂裂隙网络注浆扩散机理研究方面的适用性及可行性。利用管道动水注浆模拟试验系统,开展了速凝类浆液动水注浆室内试验研究,对比验证了 SDS计算方法在管道型动水注浆模拟方面的有效性及可行性,并进一步在工程尺度验证了 SDS方法在粗糙管道动水注浆扩散机理研究方面的可行性,为揭示工程尺度管道介质动水注浆封堵机理提供了合理有效的方法。(4)针对大流量岩溶管道动水注浆封堵难题,利用SDS模拟分析方法揭示了控流降速及双孔联合注浆的作用机理,以期为实际注浆生产提供理论基础,优化注浆设计方案,为合理浆液选型提供依据。管道控流降速以及双孔联合注浆堵水机理方面的研究成果应用于广西平南特大涌水治理工程,指导了注浆方案的设计,实现了大流量岩溶管道的成功封堵,解放了水害影响下的矿产资源。

常炳哲[4](2020)在《液压组合钻机联合作业平台的研究》文中研究指明锚杆钻机是维护煤矿可持续发展、提高煤矿开采效率的重要机械装备。据不完全统计,最近几年,锚杆支护逐渐成为煤矿巷道中常用形式。在煤矿巷道支护中的使用比例接近100%,使其成为可靠性强,安全性高的锚固技术。随着煤矿开采的深入,锚杆支护设备工况日益复杂恶劣。目前锚杆钻机在重载,大偏载工况下完成锚固支护工作仍然十分困难。因此,对于液压组合钻机联合作业平台的设计研究具有重要的意义。首先,介绍了该平台的组成,并绘制了不同工况下的三维模型。介绍了钻机平台的液压系统,结合不同工况,阐述了液压系统中的回路设计。其中主要包括,履带行走液压回路,左右帮锚液压回路,以及顶锚液压回路,并对其负载敏感多路阀进行简单的原理介绍。之后介绍了电气控制系统的组成,并设计了电控系统遥控组件,并分别对其功能进行简单介绍。其次,在AMESim软件中对顶锚液压回路建模,首先对补偿阀进行建模,并对其进行仿真计算。之后对负载敏感阀进行建模,并简单介绍了负载敏感阀的工作原理。然后对变量泵进行建模,并对其进行动静态仿真验证。完成上述关键元件建模之后,建立单油缸阀泵组合模型,验证模型的正确性。为顶锚液压回路建模做好铺垫。在顶锚液压回路仿真模型中,设置三组不同的负载值,得到了顶锚钻机油缸的位移以及速度变化规律。最后,设计了电气控制系统,主要包含钻机平台与掘进机配合控制回路、左右帮锚控制回路、顶锚控制回路、系统登陆模块以及系统监控模块等。分析了不同模块下具体的程序设计以及界面设计。并试验了液压组合钻机联合作业平台的同步性,按照井下模拟巷道的操作要求进行试验。首先进行顶锚的单独试验,通过单台顶锚钻机的试验,测出每台顶锚钻机的电控设定额定流量的百分比。在设定额定流量百分比之后,开始顶锚的同步性试验。之后对左右帮锚的可靠性进行试验,确保整个液压组合钻机联合作业平台的实用性和可靠性。实验首先根据工作流程及实时环境,标定液压系统的主要参数。然后,对左右帮锚进行试验。

冉祥金[5](2020)在《区域三维地质建模方法与建模系统研究》文中进行了进一步梳理随着经济建设的不断发展,国家对各种能源与矿产资源的需求越来越多,浅层地表资源勘探和开发的程度已经很高,勘探发现新的资源的难度越来越大。而地下深层矿产资源由于受技术方法的制约,开发程度很低,具有很大找矿潜力,将是新时期支撑国家经济建设和发展的重要矿产资源来源。通过长期区域地质调查、矿产普查与勘探,目前在成矿带已积累了大量地表及浅层的地质资料,在一些地区已获取了大量深部地质资料,这些资料为查明地下深部地质结构和地质体的属性特征奠定了坚实基础。在现有资料的基础上,开展深部地质研究,建立三维地质模型,揭示深部地质情况,可以为深部地质找矿提供更充足的资料。现有的三维地质建模方法与软件在成矿带尺度上建立三维地质模型还存在着较大的难度,因此,研究适用于成矿带尺度的区域三维地质建模方法及软件系统具有重要的理论和实际意义。本研究是针对研究区域面积广、钻孔资料少、地下地质情况复杂条件下建立三维地质模型这一需求进行的。基于前人的研究成果,从数据处理与分析、建模流程、建模方法、集成方法等方面对基于分块-交叉剖面的区域三维地质建模方法进行了系统研究。结合深度学习技术,提出了基于CGAN网络模型内插产生建模剖面的方法,在一定程度上解决了建模剖面智能绘制时重复工作多的问题,提高了建模效率;同时,基于CGAN网络模型,改进提出了AECGAN网络模型,综合利用地质、重力、航磁数据智能生成三维地质模型,解决了三维建模周期长、见效慢的问题。基于VTK可视化工具库,实现了区域三维地质建模系统,并基于微服务架构实现了三维地质模型共享服务系统。论文的主要内容如下:(1)对区域三维地质建模方法所涉及到的数据类型、数据存储与管理、建模流程、模型的质量和评价等方面进行了详细地研究与分析。总结了区域三维地质建模的定义、研究对象、特点和任务,分析了建模使用的各种数据类型及使用方法,根据三维建模数据特点,研究采用了NoSQL型数据库存储各类数据的方法。探讨了三维地质模型的成熟度和可靠性评价方法。(2)结合区域三维地质建模的特点及现有研究成果,研究提出了基于分块-交叉剖面的区域三维地质建模方法。针对地质情况复杂、区域面积大、钻孔数据少等特点的研究区,结合分块三维地质建模和交叉剖面三维地质建模的优点,从分块方法、图切剖面绘制与反演、构建建模块的三维地质模型、集成方法四个方面对基于分块-交叉剖面的区域三维地质建模方法进行了研究,研究了第三方软件反演结果数据与建模软件进行集成与融合的方法。(3)基于CGAN神经网络研究实现了建模剖面自动递推绘制算法。利用人工绘制的建模剖面作为训练数据开展有监督训练,获得的深度学习模型用于生成任意两个平行剖面之间的插值剖面,建立了一种高效、智能的自动化技术来生成图切地质剖面,从而在一定程度上提高了剖面绘制的效率。(4)开发了具备多人协作能力的区域三维地质建模系统。基于分块-交叉剖面的三维地质建模方法,开发了一套具备多人协作进行三维地质建模的软件系统,集成管理多源、异构的建模数据,提供人机交互绘制多级剖面的接口,设计了提高三维地质建模的效率的递推剖面绘制、反演结果加载等工具软件,建立了三维地质模型。(5)基于CGAN神经网络,结合自编码技术提出一种新的网络模型AECGAN,能够综合利用已有地质资料、地球物理资料等相对容易获取的资料数据,快速高效地建立区域三维地质简单模型,实现了三维地质模型的快速建模。(6)将基于分块-交叉剖面的区域三维地质建模方法应用于本溪-临江地区的深部地质调查工作中,建立了本溪-临江地区的三维地质模型,并基于该模型进行了地质分析。(7)基于微服务架构,搭建了三维地质模型共享服务系统。该系统集成了三维地质模型共享服务发布系统和展示系统两大功能,发布并共享基于分块-交叉剖面的区域三维地质建模方法构建的三维地质模型,为研究区域三维深部地质结构提供了有利条件。通过以上研究,主要取得了以下成果和认识:(1)提出了基于分块-交叉剖面的区域三维地质建模方法。该方法结合分块三维地质建模方法与基于交叉折剖面三维地质建模方法的优点,针对区域广、地质钻孔数据少、地质条件复杂的研究区进行有效、快速的三维地质建模。(2)研究提出一种基于深度学习的建模剖面智能内插方法。建模剖面是区域三维地质建模的基础数据。针对建模剖面内插时的已知数据特点,对目前流行的条件生成对抗网络模型进行了改造。对训练数据进行预处理后,训练神经网络,获得网络训练参数后应用于新的建模块中图切剖面的绘制工作中,大大提高了建模剖面的绘制效率,提升了三维地质建模的智能化水平。(3)探索提出了一种基于条件对抗生成网络模型的三维地质建模神经网络模型(AECGAN)。AECGAN能够综合利用建模区已有的地质、重力、航磁、钻孔、人工剖面等数据,在少量人工工作的基础上,能够自动生成三维地质模型。(4)构建了多人协作区域三维地质建模系统。区域三维地质建模系统集成了研究区海量、多源、异构的地质、遥感、地球物理数据,基于分块-交叉剖面的区域三维地质建模方法,利用VTK三维可视化工具库开发实现,该系统具备多人协作、二维和三维协同编辑的特点,集成了多种辅助建模工具,提高了区域三维地质建模的效率。原型系统已应用于本溪-临江地区的三维地质调查,建立了本溪-临江地区的三维地质模型。(5)基于微服务架构,设计并实现了三维地质模型共享服务系统。该系统将生成的各种三维模型数据进行发布并共享,摆脱了笨重的三维建模与可视化软件的束缚,对于扩大模型的应用程度具有重要意义。

俞钧耀[6](2019)在《基于光纤光栅技术的坡内变形信息获取方法及应用研究》文中指出在我国的边坡工程中,往往存在着重建设、轻维护的现象。同时又受限于现有的工程监测技术水平以及后续投入经费等原因,对边坡工程的安全监测相对缺失,多数情况下都是在工程出现危险或灾害已经发生后才开始考虑结构健康监测。通过监测手段实时获取边坡各项信息对于了解边坡实时状态,开展边坡灾害的预测预警是保障人类生命财产安全的关键问题之一,具有非常重要的学术价值和工程实际意义。本研究以实现智能实时边坡内部变形感知和边坡变形监测数据的有效运用为出发点,研制了一种能够全方位智能实时感知的新型边坡内部变形光纤光栅测斜杆,并研究了边坡实时三维变形场构建方法。1)考虑现有测斜设备方法的缺陷,基于光纤光栅传感技术,研制了能够360。全方位自动感知边坡内部变形的新型光纤光栅测斜杆,同时利用Labview软件平台开发了配套的光纤光栅信号解调及信息处理软件程序,共同建立了边坡内部变形光纤光栅实时监测系统,初步实现了滑坡内部变形的运动方向和距离的实时追踪与定量分析的目的。2)在获取了边坡变形数据的基础上,基于数值仿真思想,研究了边坡实时三维变形场构建方法,通过边坡实时三维变形场对边坡变形的全局信息进行合理表征,进而对边坡当前稳定状态和未来变形发展趋势做评判与预测,最终达到边坡安全态势实时分析预警的目的。本研究主要取得了以下主要结果与结论:(1)边坡内部变形监测系统硬件部分——研制了能够360°全方位自动感知边坡内部变形的新型光纤光栅测斜杆。从滑坡成因的内在地质条件和外在自然环境出发,分析了现有监测手段、监测仪器存在的不足,提出应该对边坡内部变形的大小与方向进行实时追踪,从而最大程度把握边坡内部变形情况。简要介绍了光纤传感的基本特性,在现有的光纤光栅传感器和边坡测斜技术的基础上,研制了新型光纤光栅测斜杆实现了边坡内部变形的全方位自动实时感知,详细介绍了光纤光栅测斜杆的制作工艺,给出了方位角和倾斜角的计算公式,与现有的边坡内部变形监测技术相比,本研究研制的新型光纤光栅测斜杆能够实现边坡内部变形的全方位自动实时感知、有效降低人为因素影响,更为客观合理地反映边坡内部变形实际情况。(2)边坡内部变形监测系统软件部分——开发了与新型光纤光栅测斜杆配套的信号解调及数据处理软件程序。针对从事边坡工程施工、科研以及边坡安全风险管理等专业相关技术人员的实际需要,简要阐述了光纤传感的信号解调原理,针对研制的新型光纤光栅测斜杆,本研究结合产学研单位提供的相关软、硬件作为工作基础,基于Labview软件平台开发了一套边坡内部变形信号解调及数据处理软件,实现了边坡内部变形信息的实时监测、记录、查询、输出等功能。(3)结合研制和开发的硬件与软件共同建立了边坡内部变形监测系统,通过室内试验对系统的各项性能进行验证。通过标定试验对研制的光纤光栅测斜杆进行统一的0°方位角标定,为后续的内部变形监测室内试验部分的测斜杆监测系统组装奠定基础;通过性能测试,获得了光纤光栅测斜杆的最大测量倾角,分别为7.1304°(1号测斜杆)和5.9627°(2号测斜杆),方位角测量范围均为0~360°,测量精度可达0.01°,光纤光栅测斜杆的多次测量结果平均误差分别为1.8%、1.2%,具有较好的重复测量稳定性,能够满足长期使用、多次测量的需要;通过电子千分表位移数据和单目视觉图像处理技术同时与光纤光栅监测数据进行对比,验证光纤光栅测斜杆监测数值的准确性,边坡内部变形监测系统的实际效果,为后续的现场试验及工程实际应用提供了一定的实践基础和操作经验。(4)研究了一种边坡实时三维变形场构建方法。基于边坡表面变形和内部变形监测数据,结合有限元、Monte—Carlo思想,建立边坡数值模型库,利用实际监测数据筛选出最相似的边坡数值模型,最终建立表征边坡全局变形信息的三维实时变形场,为边坡稳定性评判和后续变形预测提供模型基础。

张赛飞[7](2019)在《陕南某岩质边坡滑坡监测预警研究》文中研究说明公路岩质边坡稳定性对公路运营和居民的生命财产安全有着重要的影响。边坡监测是预测边坡失稳,确保公路安全运营最重要的手段之一。本文以杨家河滑坡监测项目为依托,首先设计监测方案、布置监测设施、采集监测数据并对监测数据预处理;然后建立基于灰色系统理论的边坡监测预警模型,继而研发了杨家河滑坡监测预警系统。主要研究成果如下:(1)根据现场调查获得的杨家河边坡构造地质特征以及后期研究所得的物理力学力学计算指标,进行常规的边坡稳定性计算,并初步评价边坡稳定性。(2)对滑坡施工监测期间现场缺失的监测数据进行插值法补插处理,剔除了监测的奇异值,为后续章节开展杨家河滑坡受力变形分析及失稳破坏预测预警提供完整监测数据。(3)以灰色系统理论为基础,建立了(1,1)模型的时间响应函数并检验了模型的精度,通过比较实测位移和预测位移的拟合程度验证了预测模型的合理性。并找到最佳建模数据序列长度8)0=9。(4)分别以累计位移-时间曲线的位移速率角、边坡变形速率、边坡宏观特征作为边坡失稳变形的判据,将预警级划分为蓝色、橙色、黄色、红色四个等级。杨家河边坡目前处于黄色预警阶段。(5)基于灰色系统理论设计了G210国道杨家河段公路边坡预警系统,用于对杨家河边坡的基本数据、养护管理信息以及监测数据的初步分析,实现监测预警功能。

冯鸣[8](2020)在《高陡崖三维建模与岩体节理信息提取研究》文中指出在高陡崖的工程地质调查中节理信息的提取是一项重要内容,也是工程地质问题分析与评价的基础。高陡崖山体雄厚、地形复杂,岩体凹凸错落,地质人员难以到达,使用罗盘、尺子等传统地质勘察方式难采集露头岩体的节理信息。并且传统地质调查方法在数百米以上的大规模高陡崖地质调查中工作量大、效率较低。三维激光扫描技术能数字化采集险、难、艰及精细区域的三维信息,在复杂场景的数据采集中具有一定优势,是一种非接触式主动测量技术、具有高效、精确的特点,可在计算机中显示和分析采集的三维点云。因此,可采用三维激光扫描技术进行高陡崖数据采集,但三维激光扫描仪工作时会受到视场角限制及现场环境因素的影响,多测站扫描也无法获取完整的高陡崖表面信息。为了获取高陡崖完整的三维数据,结合了无人机倾斜摄影测量技术作为补充,该技术可以自上而下的采集数据,视场角广,与三维激光扫描技术自下而上的采集方式相结合,能得到全面的高陡崖数据。再对采集的多源数据进行融合研究,得到完整的高陡崖表面三维数据。最后,建立高陡崖三维模型,在融合数据和三维模型中分别提取所需的岩体节理信息。本文主要研究内容及成果如下:(1)“点云+点云”的融合研究。首先,使用三维激光扫描技术和无人机倾斜摄影测量技术采集高陡崖数据;然后,对激光点云预处理得到与高陡崖空间信息一致的点云;其次,处理无人机倾斜摄影测量的影像数据得到影像点云;最后,将影像点云融合到激光点云中,得到高陡崖完整的多源点云数据,对融合的多源点云数据进行三维建模研究。融合方法采用的是统一坐标系法、局部特征描述子与改进ICP算法的结合。(2)“模型+模型”的融合研究。先分别对影像点云、激光点云进行三维重建,再把这两种模型融合在一起,形成“模型+模型”的融合研究。模型空间位置的融合方法使用的是统一坐标系与改进ICP算法相结合,最后对格网进行融合,使其成为一个整体的三维模型。(3)对不同建模方式进行精度分析并比较建模的优缺点。实验结果表明,使用“点云+点云”的融合方式与“模型+模型”的融合方式得到的最终建模融合绝对中误差都在0.067m以内。而多源点云融合建模精度高,建模速度慢,占用计算机资源高;“模型+模型”的融合建模方式速度快,计算机资源低,但是绝对精度相对比多源点云融合建模精略低。(4)高陡崖岩体节理信息的提取研究。在融合的多源点云中使用模糊C均值聚类方法对露头岩体的节理信息进行提取,在三维模型中使用区域生长算法对露头岩体节理信息进行提取研究。实验结果表明这两种方法可以有效的提取出岩体的产状和节理信息。能解决地质调查中数据采集难题及节理信息的自动提取。可将这种方法应用于大面积的区域地质调,提高生产效率。

陈晓青[9](2017)在《三维矢量块段矿床模型构模方法及其应用的研究》文中研究说明数字矿山是采矿界一项热点研究课题,目前国际数字矿山软件广泛采用基于格栅的矿床模型,这种模型在采矿优化设计储量计算方面存在“以精度换速度,以速度换精度”的矛盾。为了解决这个矛盾问题,本文提出建立矢量矿床模型,然而目前国内外对矿床模型矢量建模研究不足。因此,有必要对矿床模型矢量建模方法进行深入研究,将有助于提高采矿优化设计方法的运行速度和计算精度,具有一定理论和实践价值。针对矢量矿床模型的构模方法,运用拓扑学、计算机图形学、图形处理技术和采矿学等基本理论和技术,采用矿山已有的地质图进行构模,根据矿山空间拓扑结构,构建出由分层棱柱体层叠而成的三维矢量块段矿床模型,并运用该模型对矿山三维可视化、境界圈定和露天采掘进度计划编制这三个数字矿山的典型应用进行基础性研究,还结合实际矿山进行了实例检验,取得以下主要结论:(1)将矿床模型分为形态模型和质量模型,分别对矿体形态和矿石质量进行描述,可满足数字矿山在矿岩量计算、三维可视化和配矿优化等方面的需要;(2)提出三维矢量块段矿床模型建模方法,采用多叉树的遍历寻找闭合多边形的迭代算法,实现地质图拓扑闭合轮廓线的提取,并对上下相邻分层闭合多边形进行匹配对应,从而自动建立出三维矢量块段矿床模型;(3)将三维矢量块段矿床模型用于矿山三维可视化,运用VR虚拟现实技术,采用分区分治的方法,可实现地表、采场和矿床大规模复杂场景的快速动态建模;(4)提出三维聚合锥露天境界圈定方法,通过在各分层中对每个矿体直接构造境界锥,并按经济合理剥采比原则判定合格锥,将所有合格锥聚合在一起形成最优露天境界。简便易行,可提高方案的优化速度;(5)采用人机交互辅助设计方法编制露天矿采掘进度计划,可实现自动计算矿岩量、坑线布置、配铲、计划图表输出等功能,其精度与准确度可靠,满足矿山生产需要;(6)通过矿山三维可视化、露天境界圈定和露天矿采掘进度计划编制的3个典型应用实例表明:本文采用矿山已有的地质图构建矢量矿床模型,方法简单,计算精度高,运算速度快,基于该矿床模型的3个实例应用都取得较好的效果。论文研究在以下几个方面取得了创新:(1)提出了三维矢量块段矿床模型建模方法,与国际流行的规则格栅模型相比,不仅提高了对矿山生产数据的适应性,符合我国国情,而且提高了运行速度和计算精度,便于采矿多方案优化;(2)提出了多叉树遍历提取拓扑闭合轮廓线的三维矢量块段矿床模型建模核心算法,建模速度快,有利于实现矿床模型的动态建模;(3)提出了基于三维矢量块段矿床模型的三维聚合锥露天境界圈定方法,优化方法直接,提高了方案的优化速度。

王涛[10](2014)在《夏甸金矿虚拟现实系统的建立及初步应用》文中提出采用现代高新技术手段改进传统采矿生产是矿山行业发展的必然趋势。虚拟矿山作为数字化矿山建设的基础,在现代化矿山建设中占有举足轻重的位置。通过虚拟现实技术将矿山生产过程中涉及的工程地质条件、矿体形态、井巷工程、围岩体特征信息等大量数据信息集成为动态可视化的三维模型,一方面可直观表达采矿系统布置与地质结构的相互关系;另一方面通过集成地质、采矿、岩石力学、地压监测等相关数据信息进行综合判断分析,可帮助人们发现矿山生产过程中的安全隐患。因此,建立矿山虚拟现实系统,将相关数据信息集成并真三维展示,供人们全面、综合的分析,使现有各种资源得到充分、合理、有效地利用,已成为信息时代下矿山追求的主要目标和矿山现代化发展水平的重要标志。本文以夏甸金矿为依托,首先建立带有数据查询功能的虚拟矿山场景,然后结合现场测试、数值模拟等手段获取岩体力学、应力场等信息,对采动地压规律及矿岩体稳定性进行初步分析评价,并将实测数据以三维模型的形式集成到虚拟场景之中,建立夏甸金矿虚拟现实系统,为夏甸金矿后期深部开采提供地压监测数据实时集成、分析、可视化的平台。主要研究工作如下:(1)通过几何建模、激光扫描等技术,建立夏甸金矿矿区虚拟场景平台。(2)应用3GSM数字测量技术,获取矿岩体结构面空间分布信息,基于此进行矿岩体稳定性分级、参数计算,并实现自主漫游过程中对评价结果的查询浏览。(3)基于结构面实测数据,利用GeoSMA-3D系统进行不稳块体的快速识别。将结构面、关键块信息实体化后集成到虚拟场景之中,实现自主漫游过程中对结构面、关键块信息真三维展示。(4)结合矿区实际情况,利用FLac3D模拟计算,获取开采扰动背景应力场,分析计算结果,对围岩稳定性初步评价,将模拟结果集成到虚拟场景之中,实现应力场结果的真三维静、动态展示。(5)在虚拟场景之中对以上各结果优化处理,建立具有虚拟漫游、数据查询和交互控制等功能的一整套虚拟矿山系统,为夏甸金矿后期深部开采提供地压监测数据实时集成、分析的平台,提高矿山数字化、信息化的水平。

二、岩体结构建模系统软件设计与研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、岩体结构建模系统软件设计与研究(论文提纲范文)

(1)香炉山钨矿采空区群失稳模式与控制技术(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
1 引言
    1.1 课题的来源、目的及意义
    1.2 国内外研究现状及评价
        1.2.1 采空区群空间探测与建模技术研究现状
        1.2.2 采空区空间结构特征研究现状
        1.2.3 采空区稳定性研究现状
        1.2.4 采动下空区群失稳模式研究现状
        1.2.5 采空区安全治理技术现状
    1.3 课题的研究内容、研究思路及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究思路及技术路线
2 采空区空间形态与力学特征
    2.1 三维精确采空区实测建模技术
        2.1.1 矿山及采空区建模方法
        2.1.2 采空区三维激光扫描
        2.1.3 采空区自适应空间分辨率增强扫描技术
    2.2 采空区空间形态特征研究
        2.2.1 采空区分析模型
        2.2.2 边界线一维分形特性
        2.2.3 平面区域二维分形特性
        2.2.4 三维空间分形特性
    2.3 采空区形态特征与矿岩力学关系
    2.4 本章小结
3 复杂采空区群链式失稳模式
    3.1 采空区失稳应力转移规律
    3.2 采空区群链式失稳相似模拟试验
        3.2.1 试验目的
        3.2.2 试验模型设计
        3.2.3 模型开挖与数据采集
        3.2.4 试验结果分析
    3.3 采空区群三维力学转移规律及失稳模式
        3.3.1 矿柱承载单元
        3.3.2 顶板承载单元
        3.3.3 三维矿柱-顶板结构失稳模式
    3.4 本章小结
4 采空区群链式失稳断链减灾技术
    4.1 断链分析技术
    4.2 采空区群失稳断链技术矛盾分析法
        4.2.1 问题描述
        4.2.2 定义技术矛盾
        4.2.3 查询矛盾矩阵
        4.2.4 发明原理的分析
    4.3 采空区群失稳断链技术物质-场分析法
        4.3.1 问题分析
        4.3.2 技术创新方法分析
    4.4 充填断链原理及效果分析
        4.4.1 矿柱受力后的应力变形演化特征
        4.4.2 充填体与围岩作用机理
        4.4.3 充填体对矿柱承载能力的增强效应
        4.4.4 嗣后充填区域作用效果分析
    4.5 本章小结
5 香炉山钨矿采空区群空间模型与形态特征
    5.1 项目背景
        5.1.1 矿区地质构造与结构
        5.1.2 矿床地质
        5.1.3 采空区分布及充填现状
    5.2 香炉山钨矿三维数字矿区建模
        5.2.1 三维矿区模型
        5.2.2 采空区三维实体模型
        5.2.3 试验采场精确模型
    5.3 香炉山钨矿采空区群分形特征
        5.3.1 顶板剖面线分形特征
        5.3.2 采空区群顶板曲面三维分形特性
    5.4 本章小结
6 香炉山钨矿采空区群链式失稳模式及控制技术
    6.1 香炉山钨矿采空区群失稳模式
        6.1.1 矿柱及顶板单元划分
        6.1.2 采空区群结构稳定性评价
        6.1.3 采空区群矿柱链式失稳模式
    6.2 采空区群链式失稳识别与追踪
        6.2.1 微震监测技术
        6.2.2 香炉山钨矿微震监测系统
        6.2.3 失稳过程识别与追踪
    6.3 香炉山钨矿采空区群协同控制技术
        6.3.1 技术创新方法分析
        6.3.2 残矿回采方案
        6.3.3 采空区群协同控制技术
    6.4 本章小结
7 采空区群链式失稳力学迁移与演化特征
    7.1 链式失稳过程岩体宏观力学特征
        7.1.1 矿柱初始力学特征
        7.1.2 顶板初始力学特征
        7.1.3 采空区群矿柱力学转移特征
    7.2 采空区群链式失稳能量积聚与释放特征
    7.3 充填体作用力学特征
    7.4 本章小结
8 结论与展望
    8.1 主要结论
    8.2 主要创新点
    8.3 展望
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集

(2)地质隐患远程监测技术研究及应用(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题来源与背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本课目的及意义
    1.4 主要研究内容
    1.5 论文的组织架构
2 地质隐患远程监测关键技术研究
    2.1 地质隐患概述及监测需求分析
        2.1.1 地质隐患概述
        2.1.2 监测需求分析
    2.2 远程监测系统架构研究
        2.2.1 整体系统架构研究
        2.2.2 传输模式架构研究
        2.2.3 嵌入式软件架构研究
        2.2.4 监控软件架构研究
    2.3 连续数据实时采集及存储技术
    2.4 远程传输协议研究
    2.5 手机短信遥控技术
    2.6 固件远程升级技术
    2.7 预报警模型建模方法
    2.8 本章小结
3 数采与传输模块设计
    3.1 单元电路设计
        3.1.1 多功能数采电路设计
        3.1.2 存储电路设计
        3.1.3 远程传输电路
        3.1.4 电源及其监测电路
    3.2 基于RT-Thread的嵌入式系统软件设计
        3.2.1 数采及存储软件设计
        3.2.2 远程传输软件设计
        3.2.3 固件远程升级设计
    3.3 本章小结
4 远程监控软件设计
    4.1 软件总体设计
    4.2 功能模块设计
    4.3 监控界面设计
    4.4 本章小结
5 系统测试
    5.1 测试目的及条件概述
    5.2 数采及传输模块功能指标测试
    5.3 系统联机测试
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果

(3)复杂岩溶裂隙-管道介质注浆扩散模拟分析方法及应用(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 复杂岩溶介质地质模型构建方面
        1.2.2 裂隙岩体注浆扩散理论方面
        1.2.3 岩溶管道动水注浆扩散理论方面
        1.2.4 复杂岩溶涌水注浆治理方法方面
    1.3 目前存在的问题
    1.4 本文主要内容与创新点
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
        1.4.3 创新点
第二章 复杂岩溶裂隙-管道介质三维地质模型构建方法
    2.1 岩溶裂隙-管道介质特征
    2.2 岩体结构面识别与信息提取方法
        2.2.1 非接触测量方法的特点及意义
        2.2.2 点云数据获取与预处理
        2.2.3 岩体面状节理信息提取方法
        2.2.4 岩体线状层理信息提取方法
    2.3 确定-随机裂隙网络模型识别与构建(DSIM)方法
        2.3.1 裂隙的三维形状和尺寸模拟方法
        2.3.2 裂隙产状特征参数量化方法
        2.3.3 裂隙的空间位置和密度
        2.3.4 裂隙网络模型构建实例分析
        2.3.5 离散裂隙网络模型的有效性验证
    2.4 考虑地层变异性的裂隙岩体模型建立
        2.4.1 CMC模型基本假设
        2.4.2 二维CMC模型条件概率
        2.4.3 ICMC模型转移概率矩阵估计
        2.4.4 地层变异性计算流程及数值试验
    2.5 岩溶管道探查方法及模型构建
        2.5.1 岩溶管道路径探查与建模
        2.5.2 管壁分形特征及模型构建
    2.6 三维空间多源数据综合建模及实例分析
        2.6.1 工程背景
        2.6.2 基于DSIM方法的裂隙网络建模
        2.6.3 钻孔数据连续地层建模
        2.6.4 三维空间多源数据综合建模
    2.7 本章小结
第三章 岩溶裂隙-管道动水注浆分序扩散固化(SDS)模拟分析方法
    3.1 浆液粘度时变特性分析
        3.1.1 浆液的流变特性分析
        3.1.2 速凝类浆液粘度时变性分析
    3.2 浆-水相互作用理论模型及求解方法
        3.2.1 浆-水相互作用基本理论模型
        3.2.2 浆-水作用相界面的尖锐性
        3.2.3 浆-水作用数学模型的数值离散
        3.2.4 浆-水作用相分数的有界性
    3.3 SDS模拟分析方法及数值实现
        3.3.1 浆液粘度阈值函数时变模型
        3.3.2 分序扩散固化模型数值实现
        3.3.3 SDS方法数值实现流程
    3.4 本章小结
第四章 裂隙介质SDS方法适用性分析及应用
    4.1 引言
    4.2 裂隙介质SDS方法的有效性验证
        4.2.1 裂隙静水注浆扩散过程有效性验证
        4.2.2 裂隙动水注浆扩散过程分析
    4.3 SDS方法参数敏感性分析研究
        4.3.1 正交数值实验工况设计
        4.3.2 动水注浆参数变化响应规律
        4.3.3 SDS参数敏感性分析
    4.4 岩溶宽大裂隙动水注浆扩散与封堵机理
        4.4.1 复杂岩溶宽大裂隙模型概化
        4.4.2 宽大裂隙动水注浆扩散沉积规律
        4.4.3 浆液扩散过程速度场响应规律
        4.4.4 注浆压力及裂隙出口流量分析
        4.4.5 正交数值实验设计及结果分析
    4.5 三维裂隙网络SDS方法适用性研究
        4.5.1 三维裂隙网络模型构建及参数设计
        4.5.2 裂隙网络对浆液扩散影响规律
        4.5.3 浆液选型对注浆压力影响规律
    4.6 本章小结
第五章 管道动水注浆封堵试验及SDS方法可行性分析
    5.1 管道动水注浆封堵模型试验系统
        5.1.1 试验系统设计
        5.1.2 注浆设备及注浆管道
        5.1.3 动水控制装置及管道
        5.1.4 数据监测采集设备
    5.2 静水条件下SDS方法的有效性验证
        5.2.1 试验工况设计
        5.2.2 浆液扩散沉积形态对比分析
        5.2.3 注浆压力对比分析
    5.3 动水条件下SDS方法的有效性验证
        5.3.1 试验工况设计
        5.3.2 浆液扩散沉积形态对比分析
        5.3.3 动水流速变化规律对比分析
        5.3.4 注浆压力变化规律对比分析
        5.3.5 管道动水注浆SDS方法适用性讨论
    5.4 粗糙岩溶管道动水注浆SDS方法适用性研究
        5.4.1 模型基本参数与信息监测
        5.4.2 浆液扩散形态及沉积特征分析
        5.4.3 浆液扩散过程流速变化规律
    5.5 本章小结
第六章 基于SDS方法的控流降速与双孔联合注浆堵水机理分析
    6.1 岩溶管道控流降速堵水机理
        6.1.1 控流降速计算模型及参数
        6.1.2 控流降速动水响应规律
        6.1.3 控流降速对浆液扩散沉积的影响
        6.1.4 管道出口流量及浆液流失率
        6.1.5 控流降速影响下管道流速分布
        6.1.6 注浆压力及管道流体压力分布
    6.2 双孔联合注浆动水封堵机理
        6.2.1 双孔联合注浆模型概化及计算参数
        6.2.2 双孔孔联合注浆管道流速变化规律
        6.2.3 双孔联合注浆扩散过程压力分析
        6.2.4 双孔联合注浆扩散沉积与流失规律
        6.2.5 管道封堵效果及方案优化分析
    6.3 本章小结
第七章 复杂岩溶管道涌水注浆封堵工程应用
    7.1 地质条件分析及三维可视化模型构建
        7.1.1 矿区岩溶发育特征
        7.1.2 涌水主要形式及特点
        7.1.3 矿区三维地质模型构建
        7.1.4 三维地质模型应用及意义
    7.2 大流量岩溶管道涌水治理原则与方法
        7.2.1 涌水治理基本原则与技术路线
        7.2.2 关键导水通道连通性分析
        7.2.3 非连续帷幕设计及优化
        7.2.4 控流降速注浆封堵技术
    7.3 区域水文监测及注浆效果评价
        7.3.1 水位观测孔监测方法
        7.3.2 监测结果分析
        7.3.3 整体效果评价与分析
    7.4 本章小结
第八章 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 展望
参考文献
致谢
博士期间参与的科研项目
博士期间发表的论文
博士期间申请的专利
博士期间获得的奖励
学位论文评阅及答辩情况表

(4)液压组合钻机联合作业平台的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 组合钻机的发展动态及研究现状
        1.2.1 组合钻机发展动态
        1.2.2 组合钻机国外研究现状
        1.2.3 组合钻机国内研究现状
    1.3 课题研究内容与技术路线
        1.3.1 课题研究内容
        1.3.2 技术路线
    1.4 小结
第二章 液压组合钻机联合作业平台总体方案设计
    2.1 液压组合钻机联合作业平台整体设计
        2.1.1 作业环境及设计要求
        2.1.2 液压组合钻机联合作业平台机构设计
        2.1.3 液压组合钻机联合作业平台各部分工作流程
    2.2 液压系统设计
        2.2.1 履带行走液压回路设计
        2.2.2 左右帮锚液压回路设计
        2.2.3 顶锚液压回路设计
        2.2.4 负载敏感多路阀
    2.3 液压组合钻机联合作业平台电控系统设计
        2.3.1 电控系统组成
        2.3.2 电控系统遥控组件设计
    2.4 小结
第三章 顶锚液压回路仿真研究
    3.1 AMESim软件介绍
    3.2 液压系统仿真建模
        3.2.1 液压元件建模介绍
        3.2.2 负载敏感泵阀联合仿真
    3.3 顶锚同步钻进仿真分析
    3.4 小结
第四章 液压组合钻机联合作业平台电控系统软件设计
    4.1 CoDeSys软件平台介绍与搭建
        4.1.1 创建配置工程
        4.1.2 电控系统软件设计结构
    4.2 软件程序设计
        4.2.1 参数模块设计
        4.2.2 液压组合钻机联合作业平台与掘进机配合控制流程
        4.2.3 液压组合钻机联合作业平台的顶锚钻机控制流程
        4.2.4 液压组合钻机联合作业平台的左右帮锚控制流程
    4.3 小结
第五章 工业性模拟巷道试验
    5.1 工业性模拟试验准备
        5.1.1 液压组合钻机联合作业平台巷道环境模拟
        5.1.2 材料准备
    5.2 试验系统设计
        5.2.1 液压组合钻机联合作业平台试验设备布置
        5.2.2 试验流程设计
    5.3 顶锚的同步性试验研究
        5.3.1 顶锚单独试验
        5.3.2 顶锚同步试验
    5.4 左右帮锚可靠性试验
    5.5 小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的科研成果
致谢

(5)区域三维地质建模方法与建模系统研究(论文提纲范文)

中文摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 选题依据
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 三维地质建模与方法
        1.2.2 三维地质建模软件
        1.2.3 人工智能与三维地质建模
        1.2.4 存在的问题
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
    1.4 主要工作量与创新点
        1.4.1 主要工作量
        1.4.2 创新点
第2章 区域三维地质建模方法与流程
    2.1 区域三维地质建模的特点
        2.1.1 区域三维地质建模的对象
        2.1.2 区域三维地质建模的特点
        2.1.3 区域三维地质建模的任务
    2.2 区域三维地质数据及数据管理
        2.2.1 原始数据
        2.2.2 三维地质建模基础数据
        2.2.3 三维地质模型数据
        2.2.4 基于NoSQL型数据库存储多源异构数据
    2.3 区域三维地质建模流程
    2.4 模型的质量及评价
        2.4.1 三维地质模型的可靠性分析
        2.4.2 三维地质模型的详细程度和成熟度分析
    2.5 资料的核实与模型验证
        2.5.1 建模资料的核实
        2.5.2 三维地质模型的验证
第3章 基于分块—交叉剖面的区域三维地质建模方法
    3.1 基于分块—交叉剖面的建模块划分方法
    3.2 建模剖面的生成方法
        3.2.1 图切地质剖面
        3.2.2 对剖面进行重磁联合反演
        3.2.3 反演结果三维可视化的实现
    3.3 建模块的三维地质模型构建
    3.4 三维模型的集成方法
        3.4.1 建模块三维模型的集成
        3.4.2 其他软件产生的三维模型的集成
    3.5 BCSR3DGM方法的优势
第4章 基于深度学习的建模剖面自动绘制方法
    4.1 三维地质建模剖面自动内插方法
        4.1.1 算法思路
        4.1.2 基于CGAN的三维地质建模剖面内插方法
        4.1.3 基于VAE的三维地质建模剖面内插方法
        4.1.4 数据的准备
        4.1.5 数据增强
    4.2 实验结果与分析
        4.2.1 实验环境
        4.2.2 实验结果与对比
第5章 智能区域三维建模方法
    5.1 区域三维自动建模方法及流程
        5.1.1 区域三维自动建模方法
        5.1.2 区域三维地质自动建模流程
        5.1.3 训练数据的处理与准备
    5.2 实验结果分析
        5.2.1 网络模型与参数设置
        5.2.2 软、硬件配置
        5.2.3 实验结果
        5.2.4 对比与分析
    5.3 应用
        5.3.1 试验区地质情况
        5.3.2 数据集
        5.3.3 应用效果分析
第6章 区域三维地质建模系统设计
    6.1 系统架构
    6.2 用户界面设计
    6.3 系统功能
        6.3.1 主要功能
        6.3.2 三维地质模型可视化与分析功能
第7章 本溪-临江地区三维地质建模与深部地质结构
    7.1 区域地质背景
        7.1.1 太古宇
        7.1.2 古元古界
        7.1.3 新元古界
        7.1.4 古生界
        7.1.5 中生界
        7.1.6 新生界
    7.2 建模块划分
    7.3 剖面的绘制
    7.4 三维地质模型与分析
第8章 基于微服务的三维地质模型共享服务系统设计
    8.1 三维地质模型数据与微服务
        8.1.1 三维地质模型数据的特点
        8.1.2 微服务
        8.1.3 建设三维地质模型共享服务系统的必要性
        8.1.4 三维地质模型共享服务系统
    8.2 基于微服务的三维地质模型共享服务系统整体架构
    8.3 三维地质模型共享服务系统的应用
        8.3.1 深部地质研究
        8.3.2 构建“地表-地下”一体化系统
第9章 结论与展望
    9.1 结论
    9.2 展望
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢

(6)基于光纤光栅技术的坡内变形信息获取方法及应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 边坡内部变形监测研究现状
        1.2.2 边坡变形分析研究现状
    1.3 研究内容、方法与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 技术路线
    1.4 论文的主要创新点
第2章 边坡内部变形监测系统硬件研制
    2.1 引言
    2.2 光纤光栅传感器选择及测量原理
        2.2.1 光纤光栅传感器的选择
        2.2.2 光纤光栅倾角传感器测量原理
    2.3 光纤光栅测斜杆变形监测方法研究
        2.3.1 基于倾角传感器的测斜方法研究
        2.3.2 边坡内部测点变形公式推导
    2.4 新型光纤光栅测斜杆制作
        2.4.1 光纤光栅测斜杆内部结构
        2.4.2 光纤光栅测斜杆外管
    2.5 测斜杆基本参数说明
    2.6 本章小结
第3章 边坡内部变形监测系统软件开发
    3.1 引言
    3.2 光纤光栅信号解调硬件平台
    3.3 监测系统软件功能设计
    3.4 监测软件数据采集的实现
        3.4.1 解调模块动态链接库
        3.4.2 光开光控制程序
        3.4.3 循环采集数据程序
    3.5 光纤光栅测斜杆的拟合
        3.5.1 写入变形计算公式
        3.5.2 光纤光栅测斜杆配置
    3.6 监测数据图像显示
    3.7 软件附加功能
    3.8 监测系统软件整合
    3.9 本章小结
第4章 光纤光栅测斜杆方位角标定及性能测试
    4.1 引言
    4.2 方位角标定和性能测试设备
    4.3 光纤光栅测斜杆方位角标定
        4.3.1 标定目的
        4.3.2 标定实施过程
        4.3.3 标定结果
    4.4 测量范围测试
        4.4.1 测试目的
        4.4.2 测试实施过程
        4.4.3 测试结果与分析
    4.5 重复性测试
        4.5.1 测试目的
        4.5.2 测试实施过程
        4.5.3 测试结果分析
    4.6 本章小结
第5章 边坡内部变形监测系统室内试验
    5.1 引言
    5.2 监测系统简介
    5.3 试验仪器与设备
    5.4 试验方法及实施过程
    5.5 试验开始及监测数据记录
    5.6 试验结果及分析
    5.7 本章小结
第6章 构建边坡实时三维变形场方法研究
    6.1 引言
    6.2 建立实时监测体系
        6.2.1 监测体系的构成
        6.2.2 监测方案的制定与实施
    6.3 建立边坡数值模型
        6.3.1 构建边坡数值模型库
        6.3.2 确定边坡数值模型
    6.4 边坡实时三维变形场的建立及运用
        6.4.1 三维变形场的构建
        6.4.2 三维变形场的应用
    6.5 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 本研究的主要结论
    7.2 后续工作及展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

(7)陕南某岩质边坡滑坡监测预警研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 课题背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 滑坡监测研究现状
        1.2.2 滑坡预测预报研究现状
    1.3 主要研究内容及技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 技术路线
第二章 边坡环境概况及边坡稳定性评价
    2.1 工程区地质条件
        2.1.1 地形地貌
        2.1.2 地层及岩性
        2.1.3 地质构造
        2.1.4 新构造运动与地震
        2.1.5 水文地质
    2.2 边坡基本特征
    2.3 边坡稳定性计算与评价
        2.3.1 边坡稳定性计算基本理论
        2.3.2 杨家河边坡稳定性计算
        2.3.3 杨家河边坡稳定性评价
    2.4 本章小结
第三章 监测方案设计及监测数据预处理方法
    3.1 边坡监测方案
        3.1.1 监测方案设计原则
        3.1.2 监测技术确定
        3.1.3 监测网布设
        3.1.4 监测点布设
        3.1.5 监测内容和监测仪器
        3.1.6 监测周期
        3.1.7 数据传输
    3.2 监测数据预处理方法
        3.2.1 线性差值法
        3.2.2 差商及Newton插值法
        3.2.3 杨家河边坡监测缺失数据插值
        3.2.4 监测数据奇异值的检验方法研究
    3.3 监测数据处理
    3.4 本章小结
第四章 滑坡变形预测预警研究
    4.1 滑坡三大变形阶段演化规律
    4.2 基于灰色系统理论的滑坡变形预测模型研究
        4.2.1 灰色系统理论
        4.2.2 灰色模型精度检验
        4.2.3 灰色预测模型在杨家河边坡中的运用
    4.3 边坡失稳破坏预警判据研究
        4.3.1 边坡失稳破坏预警级别划分
        4.3.2 边坡失稳破坏预警的单项判据
        4.3.3 边坡变形预警判据
        4.3.4 杨家河边坡变形预警
    4.4 本章小结
第五章 边坡监测预警系统设计
    5.1 开发环境简介
        5.1.1 Visual C++6.0 概述
        5.1.2 面向对象程序设计
        5.1.3 C++语音特征支持
    5.2 系统总体设计
        5.2.1 系统需求分析
        5.2.2 系统流程
        5.2.3 系统流程
        5.2.4 系统功能结构设计
        5.2.5 数据库系统层次结构
    5.3 数据库设计
        5.3.1 数据库逻辑结构设计
        5.3.2 数据库接口技术
    5.4 用户登录和系统界面
    5.5 边坡信息管理
        5.5.1 边坡基本信息
        5.5.2 边坡养护信息
        5.5.3 边坡预警信息
    5.6 边坡监测数据管理
        5.6.1 数据查询
        5.6.2 数据添加和修改
        5.6.3 Excel文件导入与导出
        5.6.4 曲线图
    5.7 位移预测及预警
        5.7.1 参数设置和位移判据
        5.7.2 预警功能
    5.8 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 建议
参考文献
致谢

(8)高陡崖三维建模与岩体节理信息提取研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 论文研究背景及选题意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 三维激光扫描技术采集岩体信息
        1.2.2 摄影测量技术采集岩体信息
        1.2.3 三维激光扫描技术与摄影测量技术的结合应用
        1.2.4 岩体节理信息识别方法
    1.3 研究内容与论文组织结构
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 论文组织结构
第二章 三维激光扫描技术与无人机倾斜摄影测量技术概述
    2.1 三维激光扫描系统简介
    2.2 三维激光扫描技术作业流程及要求
        2.2.1 数据采集方式及注意事项
        2.2.2 点云内业数据处理
    2.3 无人机倾斜摄影测量系统简介
    2.4 无人机倾斜摄影测量技术要求
        2.4.1 数据采集技术要求及注意事项
        2.4.2 内业数据处理及注意事项
    2.5 本章小结
第三章 数据采集及数据预处理
    3.1 研究区域概况
    3.2 技术方案
    3.3 三维激光扫描技术数据采集及数据处理
        3.3.1 数据采集
        3.3.2 数据预处理
    3.4 无人机倾斜摄影测量数据采集及数据处理
        3.4.1 数据采集
        3.4.2 数据处理
    3.5 检查点数据采集
    3.6 本章小结
第四章 多源点云数据融合与三维模型建立
    4.1 多源点云数据融合概念
    4.2 高陡崖多源点云数据融合
        4.2.1 统一坐标系法融合多源点云
        4.2.2 统一坐标系法融合多源点云实验
        4.2.3 局部特征描述子与改进ICP算法融合多源点云
        4.2.4 局部特征描述子与改进ICP算法融合多源点云实验
    4.3 高陡崖三维模型建立及模型融合
        4.3.1 三维模型建模方法
        4.3.2 多源点云融合建模
        4.3.3 基于点云重建的“模型+模型”融合建模
    4.4 融合重建三维模型精度分析
        4.4.1 三维模型绝对精度分析
        4.4.2 三维模型相对精度分析
    4.5 本章小结
第五章 岩体节理信息提取
    5.1 岩体节理信息特征分析
        5.1.1 岩体产状要素
        5.1.2 岩体结构特征
    5.2 节理特征信息提取
        5.2.1 基于多源点云的节理信息提取
        5.2.2 基于模型的节理信息提取
    5.3 实验案例
        5.3.1 基于多源点云的节理特征提取实验
        5.3.2 基于模型的节理特征提取实验
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录

(9)三维矢量块段矿床模型构模方法及其应用的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 文献综述
        1.1.1 数字矿山应用现状
        1.1.2 数字矿山研究现状
    1.2 问题的提出
    1.3 本文研究的内容
    1.4 研究的意义
    1.5 研究的技术路线
2 三维矢量块段矿床模型的构建
    2.1 三维块段矿床形态模型
        2.1.1 矿山图纸处理
        2.1.2 数字矿山数据结构
        2.1.3 数字矿山数据存储
        2.1.4 不规则块段矿床模型核心算法
    2.2 三维块段矿床质量模型
    2.3 开采储量算法
    2.4 剖面切割算法
        2.4.1 剖面坐标网的生成
        2.4.2 矿体剖切方法
        2.4.3 地表剖切方法
        2.4.4 采场现状图、境界图剖切方法
    2.5 本章小结
3 矢量矿床模型在露天矿三维可视化中的应用
    3.1 数字矿山地形三维模型实时重建方法
        3.1.1 矿山地形建模思路
        3.1.2 矿山地形建模
    3.2 露天采场三维可视化建模
    3.3 矿床三维可视化建模
    3.4 本章小结
4 露天矿境界圈定三维聚合锥方法
    4.1 三维聚合锥露天境界圈定法的基本思路
    4.2 单矿体的构造锥方法
        4.2.1 确定底部周界的算法
        4.2.2 境界锥体的生成算法
        4.2.3 合格锥的判定
    4.3 多矿体的构造锥及其聚合
    4.4 开拓系统的布置及境界的重调整
    4.5 境界圈定实例
        4.5.1 三维聚合锥初圈境界
        4.5.2 布置开拓系统重调整境界
        4.5.3 露天开采圈定结果
    4.6 本章小结
5 露天矿进度计划辅助设计技术
    5.1 长期进度计划辅助设计
        5.1.1 工作线推进
        5.1.2 推进量计算方法
        5.1.3 坑线布置
        5.1.4 配铲
        5.1.5 进度计划报表及出图
    5.2 短期进度计划辅助设计
    5.3 采掘进度计划编制实例
        5.3.1 均衡生产剥采比
        5.3.2 基建工程
        5.3.3 十年进度计划编制
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
7 参考文献
8 在学研究成果
9 致谢

(10)夏甸金矿虚拟现实系统的建立及初步应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 虚拟现实在矿业中的研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文主要研究内容和思路
第2章 矿区概况及三维数字模型的建立
    2.1 夏甸金矿概况
        2.1.1 自然地理、交通位置
        2.1.2 矿区地质、水文条件
        2.1.3 矿体特征
        2.1.4 矿区生产现状
    2.2 矿区三维数字模型建立
        2.2.1 三维几何建模
        2.2.2 巷道三维激光扫描
    2.3 小结
第3章 基于数字摄影的结构面测量、关键块体确定及三维重构
    3.1 岩体结构面分析研究
        3.1.1 ShapeMetriX 3D系统简介
        3.1.2 矿岩体结构面调查
        3.1.3 岩体结构面真三维重构
    3.2 岩体质量评价及岩体强度参数计算
        3.2.1 广义修正的Hoek-Brown强度准则
        3.2.2 岩体质量分级
        3.2.3 岩体强度与力学参数估计
    3.3 夏甸金矿关键块体确定及其三维重构
        3.3.1 GeoSMA-3D系统
        3.3.2 夏甸金矿13#测点关键块体确定
        3.3.3 关键块体真三维重构
    3.4 小结
第4章 夏甸金矿采动应力场计算分析及结果三维可视化
    4.1 FLAC3D有限元分析软件
    4.2 矿区开采现状整体应力场计算、分析
        4.2.1 模拟计算条件
        4.2.2 计算结果和稳定性分析
    4.3 局部充填法开采间柱应力场变化规律研究
        4.3.1 模拟计算条件
        4.3.2 计算结果和间柱应力变化规律分析
    4.4 应力场结果的三维可视化
    4.5 小结
第5章 夏甸金矿虚拟现实系统的构建
    5.1 东北大学虚拟现实硬件系统
        5.1.1 桌面主动式立体显示系统
        5.1.2 大屏幕被动式立体显示系统
        5.1.3 大屏幕主动式立体显示系统
    5.2 虚拟现实系统软件VR-PLATFORM
    5.3 夏甸金矿虚拟现实系统的建设
        5.3.1 虚拟现实系统建立流程
        5.3.2 虚拟现实系统成果展示
    5.4 小结
第6章 结论及展望
    6.1 主要结论
    6.2 今后工作与展望
参考文献
致谢
作者简介

四、岩体结构建模系统软件设计与研究(论文参考文献)

  • [1]香炉山钨矿采空区群失稳模式与控制技术[D]. 胡建军. 北京科技大学, 2022
  • [2]地质隐患远程监测技术研究及应用[D]. 钦盼琛. 西南科技大学, 2021(08)
  • [3]复杂岩溶裂隙-管道介质注浆扩散模拟分析方法及应用[D]. 潘东东. 山东大学, 2020(08)
  • [4]液压组合钻机联合作业平台的研究[D]. 常炳哲. 太原理工大学, 2020(07)
  • [5]区域三维地质建模方法与建模系统研究[D]. 冉祥金. 吉林大学, 2020(01)
  • [6]基于光纤光栅技术的坡内变形信息获取方法及应用研究[D]. 俞钧耀. 西南石油大学, 2019(06)
  • [7]陕南某岩质边坡滑坡监测预警研究[D]. 张赛飞. 长安大学, 2019(01)
  • [8]高陡崖三维建模与岩体节理信息提取研究[D]. 冯鸣. 昆明理工大学, 2020(04)
  • [9]三维矢量块段矿床模型构模方法及其应用的研究[D]. 陈晓青. 东北大学, 2017(05)
  • [10]夏甸金矿虚拟现实系统的建立及初步应用[D]. 王涛. 东北大学, 2014(08)

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岩体结构建模系统软件设计与研究
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