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便携式手持LiDAR工具测绘岩体结构和地层变形

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1. 引言
近年来,在三维测绘和岩体结构数据提取方面已经发展了大量先进的的技术,基于点云数据的地质结构分析(Structural geology)点云数据的滤波处理和重构表面(Point Cloud Data)步骤】,其中绘岩体的结构图是硬岩边坡和地下开挖(隧道和地下采矿)的一个关键部分,LiDAR技术为测绘岩体结构【岩体不连续提取工具---Discontinuity Set Extractor (DSE)】和地层变形提供了新的方法,例如山特维克推出的xCell Cyclops™【山特维克(Sandvik)推出地层支护数字收敛系统】。

加拿大的初创公司RockMass Technologies开发的便携式手持激光雷达工具不仅可以测量岩体结构,而且能够测量地层变形,最新的论文<(2023) High-resolution ground-deformation and support monitoring using a portable handheld LiDAR approach (使用便携式手持激光雷达方法进行高分辨率地层变形和支护监测)>呈现在Ground Support 2023会议上【Ground Support 2023---第10届采矿地层支护国际会议】。

2. RockMass数据接口
RockMass Technologies是一家加拿大的初创公司,成立于2016年,它是基于皇后大学(Queen‘s University)的学术研究,然后将手持激光雷达工具的研究成果推向市场,主要用来测量岩体的结构数据。他们端到端的解决方案正在为世界上一些大的矿业公司服务,为矿山提供数字地图和LiDAR成果,其产品平台可以使用平板电脑实时收集和处理三维岩体结构数据,然后无缝输出到各种岩石工程和采矿工程软件中,主要包括:
(1) Leapfrog Geo【Leapfrog最近一周更新要点
(2) Deswik.CAD和Deswik.Mapping【采矿软件Deswik 2023使用方法
(3) Rocscience Dips【利用赤平极射投影进行岩石边坡的运动学分析(Kinematic Analysis)
(4) Micromine Beyond【Micromine采矿和地质模拟软件V2022.5
(5) FLAC3D和3DEC【Itasca几何数据交换文件---Geometry Files
(2022) Innovation in underground mapping - digital data collection and streamlined post-processing in industry standard software (地下测绘的创新--数字数据采集和使用行业标准软件进行后处理)

3. 3DEC导入RockMass数据 
FLAC3D和3DEC可以导入Fracman产生的DFN文件【FLAC3D导入Fracman生成的离散断裂网络(DFN)模型】,大概在7.0 V155版本之后,FLAC3D和3DEC能够导入Rockmass的数据文件。对于3DEC,Rockmass文件必须至少包含如下的列:
X,Y,Z,Dip,Dip Direction,Feature #,Window #
如同3DEC内置的DFN生成方法一样,rockmass数据能够产生确定性DFN和随机性DFN。
3.1 确定性DFN
典型的导入命令如下:

fracture import from-file 'rockdata.csv' format rockmass size 5 
关键字size必须在命令中定义,这个参数用来决定DFN的尺寸。

默认情况下,对3个Window的断裂取平均值,共有12条断裂。如果不使用平均,在命令含中增加average false关键字,则会产生所有的81条断裂。








program call 'model'block cut dfn name 'leapfrog-2022-12-19-1948'block zone size edge 2block zone size edge 0.5 range pos-y -16 -4 pos-z -5 5block zone gen-new min-edge 0.5 max-edge 2block contact property cohesion 1e20block contact property cohesion 0 range dfn-3dec 'rockdata'

3.2 随机性DFN
(待补充)








model newmodel domain extent -30 30fracture template create 'template1' orientation rockmass 'rockdata.csv' ...size power-law 3 size-limits 5 50fracture generate template 'template1' fracture-count 5000program call 'model.dat'block cut dfn name 'dfn1'model save 'stochastic'

来源:计算岩土力学
断裂FLAC3D3DEC
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-10-22
最近编辑:1年前
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