隧道掌子面圍巖結(jié)構(gòu)數(shù)字化獲取與信息表征方法及工程應(yīng)用.pdf

1、隧道及地下工程中，巖體的穩(wěn)定性分析與質(zhì)量評(píng)價(jià)是巖土工程設(shè)計(jì)規(guī)劃與安全施工過(guò)程中的重要一環(huán)，而巖體地質(zhì)信息是進(jìn)行巖體穩(wěn)定性分析和安全評(píng)價(jià)地基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的巖體信息采集方法面臨著不及時(shí)、效率低等問(wèn)題，而新興的巖體結(jié)構(gòu)面信息數(shù)字化獲取方法在巖體地質(zhì)信息采集過(guò)程中具有方便快速、便于數(shù)據(jù)保存等明顯優(yōu)勢(shì)。但在獲取過(guò)程中也面臨著隧道洞室光線昏暗、多塵等惡劣環(huán)境條件的困擾，造成無(wú)法獲取較清晰的結(jié)構(gòu)信息圖像。面對(duì)以上相關(guān)問(wèn)題，通過(guò)研究?jī)?yōu)化巖體結(jié)構(gòu)面信息獲取及

2、提取分析方法，為隧道等工程的施工設(shè)計(jì)提供有力保障。
　　(1)研究總結(jié)了隧道復(fù)雜環(huán)境條件下采集設(shè)備環(huán)境敏感性及巖體結(jié)構(gòu)面最佳采集模式。以隧道昏暗、粉塵環(huán)境為基礎(chǔ)，運(yùn)用環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫濕度、亮度、粉塵濃度參數(shù)定量化，分別控制光照強(qiáng)度及粉塵濃度為單一變量，試驗(yàn)分析采集設(shè)備在不同粉塵濃度和不同光照強(qiáng)度下的最佳采集模式及環(huán)境敏感性程度。并通過(guò)理論分析及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)論證近紅外光線成像技術(shù)在克服隧道惡劣環(huán)境的可行性，確定了最佳紅外獲取波

3、段。
　　(2)運(yùn)用數(shù)碼圖像處理技術(shù)，研究巖體圖像的增強(qiáng)及信息獲取。利用點(diǎn)運(yùn)算層次的圖像灰度變換處理及直方圖均衡化研究了掌子面圖像對(duì)比度增強(qiáng)方式;利用群運(yùn)算層次的空域?yàn)V波增強(qiáng)方法實(shí)現(xiàn)巖體圖像噪聲去除，最終完成圖像質(zhì)量增強(qiáng)，凸顯巖體結(jié)構(gòu)面信息特征。在結(jié)構(gòu)面信息提取方向，實(shí)踐了多種邊緣檢測(cè)方法，并根據(jù)檢測(cè)邊緣完成了自動(dòng)及手動(dòng)修正，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)面邊緣的提取。
　　(3)通過(guò)圖像特征提取技術(shù)，完成巖體結(jié)構(gòu)面長(zhǎng)度、寬度、傾角基本信息統(tǒng)計(jì)分