岩溶区盾构隧道溶洞形态精细表征与稳定性评判方法

第1章绪论 ……………………………………………………………… 1

国内外研究现状………………………………………3

1.1.1 溶洞精细化探测及形态表征方面……………………… 3

1.1.2 溶洞对隧道围岩稳定性影响方面……………………… 6

1.1.3 溶洞与隧道安全距离研究方面 …………………………… 10

1.2 技术内容、研究现状与发展趋势 ………………………………… 11

1.2.1 技术内容 ……………………………………………………11

1.2.2 研究现状…………………………………………………… 13

1.2.3 发展趋势 ……………………………………………………14

第2章泉域地层岩溶发育机制与特征研究 …………………………15

2.1 区域地质水文特征研究 …………………………………………… 16

2.1.1 区域地质特征 …………………………………………… 16

2.1.2 区域水文特征 ………………………………………… 18

2.1.3 典型泉水成因 ……………………………………………… 20

2.2 岩溶发育机制及模式 …………………………………………… 21

2.2.1 岩溶发育机制……………………………………………… 21

2.2.2 岩溶发育模式 ……………………………………………… 22

2.3 岩溶发育特征研究 ………………………………………………… 27

2.3.1 溶洞规模大小……………………………………………… 27

2.3.2 溶洞充填类型 ……………………………………………… 28

2.3.3 溶洞发育高程统计 ………………………………………… 28

2.3.4 溶洞与地铁隧道空间位置关系 …………………………… 29

第常复杂形态溶洞激光测量与重构方法…………………………… 31

3.1 复杂形态溶洞激光定量化探测现状 ……………………………… 31

3.1.1 干溶洞三维激光定量探测 ………………………………… 31

3.1.2 充水溶洞三维激光探测 …………………………………… 32

3.2 充水溶洞多波长激光衰减特性试验系统 ………………………… 33

3.2.1 多波长激光发射模组 ……………………………………… 33

3.2.2 溶洞水环境模拟模块 ……………………………………… 35

3.2.3 水质浑浊度及激光衰减性测量模块……………………… 35

3.3 试验结果与优化选型方案 ………………………………………… 37

3.3.1 激光衰减系数 ……………………………………………… 37

3.3.2 同一波长、不同溶解介质下激光衰减规律 ……………… 38

3.3.3 同一介质、不同激光波长下激光衰减规律 …………… 40

3.3.4 不同功率激光衰减规律 …………………………………… 46

3.3.5 激光*大探测距优化方案 ………………………………… 48

3.4 复杂形态溶洞精细化重构方法 …………………………………… 50

3.4.1 溶洞激光自动扫描系统 …………………………………… 50

3.4.2 复杂形态溶洞点云坐标求解 ……………………………… 52

第4章杂形态溶洞模型数值计算与定量化表征方法……………56

4.1 基于 Geomagic-Comsol耦合的复杂形态溶洞稳定性分析 …… 57

4.1.1 不规则溶洞几何模型构建思路 …………………………… 57

4.1.2 复杂形态溶洞 Geomagic 点云降噪与模型重构 ………… 58

4.1.3 复杂形态溶洞 Geomagic-Comsol耦合数值模型接口…… 63

4.2 简化模型与复杂形态溶洞力学性能分析 ………………………… 65

4.2.1 溶洞模型几何形态分类 …………………………………… 65

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