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高陡岩质斜坡的结构面非接触式采集技术与三维裂隙网络模拟研究
高陡岩质斜坡的结构面非接触式采集技术与三维裂隙网络模拟研究
摘要：高陡岩质斜坡是复杂的岩石构造，在地质灾害防治中具有重要意义。为了实现高质量的结构面采集及其三维模拟，本文基于非接触式3D激光扫描技术，提出了一种新的岩质斜坡结构面采集方法，并结合数值模拟软件FLAC3D进行三维裂隙网络模拟，从而为高陡岩质斜坡的灾害防治提供了新的方法和思路。
关键字：高陡岩质斜坡、结构面、非接触式3D激光扫描、三维裂隙网络模拟
1.引言
高陡岩质斜坡广泛分布于中国许多地区，在人们生产和生活中起到了重要作用。然而，这些斜坡也常常引发地质灾害，损害人民群众的生命财产。为了更好地了解高陡岩质斜坡的结构以及发生地质灾害的机制，需要采用高精度的结构面采集和三维裂隙网络模拟技术。目前，传统的结构面采集方法需要进行接触测量，这不仅影响了工作效率，还存在破坏性。因此，本研究提出了一种非接触式3D激光扫描技术，用于高质量的岩石结构面采集，进而结合数值模拟软件FLAC3D进行三维裂隙网络模拟。
2.研究方法
2.1非接触式3D激光扫描
本文采用了非接触式3D激光扫描技术来采集高陡岩质斜坡的结构面。该技术通过激光束扫描被测对象的表面，根据反射激光的时间来确定元素在空间内的位置，最终形成三维点云数据。
2.2FLAC3D三维裂隙网络模拟
采集到的三维点云数据可以被导入到FLAC3D中，进行三维裂隙网络模拟。在该模拟中，我们将结构面视为已经存在的断层，将地应力和岩石粘度等参数设置为已知量，进而模拟岩石的变形和破裂过程。最终，通过三维视图和应变云图等数据可视化手段，展示了高陡岩质斜坡的结构形态和变形特征。
3.结果和讨论
通过非接触式3D激光扫描技术采集了高陡岩质斜坡的结构面，共得到了约10万个点云数据，并将其导入到FLAC3D中进行三维裂隙网络模拟。模拟结果显示，高陡岩质斜坡的结构面几乎全部为正断层，其中的破碎程度和形态各异。本文的三维裂隙网络模拟可以帮助我们更好地理解了高陡岩质斜坡在地质变形和破坏过程中的力学行为和破坏机理，从而为灾害防治提供更为科学的依据。
4.结论
通过非接触式3D激光扫描技术的应用，本文完成了高质量的岩石结构面采集，进而基于FLAC3D进行了三维裂隙网络模拟。通过对高陡岩质斜坡结构面的采集和三维模拟，我们可以更好地了解高陡岩质斜坡的结构形态和力学特性，为其地质灾害防治提供了新的方法和思路。