基于MATLAB的岩体结构面曲线模拟及其分形研究

基于Hurst指数的独立分割方法,结合MATLAB软件中差值函数和随机数产生函数,生成了10条典型的岩体结构面曲线;根据Tse和Barton提出的经验公式和10条典型结构面曲线的数据点,计算出10条曲线的粗糙度JRC值.运用线段尺码法测量已产生的10条结构面曲线中5条曲线的分形维数值Df(D).对粗糙度JRC值和分形维数值D进行曲线拟合,拟合结果表明：拟合曲线能较好地反映JRC和D之间的关系.     

基于深度学习的钻孔图像岩体结构面识别

岩体结构面对岩体稳定性和渗透性有着重要影响,是决定深部地下工程稳定性的重要因素.针对井下电视技术获取的钻孔影像,提出了一种基于深度学习算法(You Only Look Once version 4,YOLO v4)的岩体结构面识别方法,并计算识别岩体结构面的几何参数.首先,采集图像数据并进行预处理.以某隧道工程为案例,使用智能钻孔光学成像仪采集4号和6号钻孔图像,筛选含有结构面的钻孔图像进行标注以建立Ground truth数据集.从中随机选择数据集的70%作为训练数据、10%作为验证数据、20%作为测试数据,并对训练数据集使用数据增强处理.接下来使用CSPDarkNet53网络作为特征提取网络,构建YOLO v4模型,并采用试错法获取最优参数进行模型训练.利用测试集生成P-R(Precision-Recall)曲线来测试最终的模型训练效果,结果显示P-R曲线的平均精度达0.87,这表明YOLO v4训练结果较好.最后,将定位的结构面采用Canny算法通过拟合上、中、下正弦曲线函数获取岩体结构面边缘,并依据正弦函数的系数计算结构面的4个几何参数(倾向、倾角、深度和张开度).     

模拟退火聚类算法在结构面产状分组中的应用

鉴于以往的结构面产状分组方法常存在算法复杂、聚类精度差及分组效率低的不足,提出了一种新型的融合模拟退火算法及K-means聚类(SAK)的结构面分组算法,该算法简单易实现.利用模拟退火算法的退火原理,对K-means算法聚类的结构面分组结果进行优化,以期克服K-means算法易受初始聚类中心影响的缺陷.计算机模拟生成的结构面数据的分析表明,所提方法相较于传统K-means算法具有明显优势.将该方法应用于重庆市三环高速公路兴隆隧道实测结构面的分组中,并与已有方法进行对比.结果表明:该方法不仅聚类精度高,而且迭代速度也较快,具有较强的工程实用性.     

江西九岭地区新元古代花岗岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及地质意义

为进一步分析总结江西九岭地区广泛分布的花岗岩成因及形成构造背景,通过对九岭岩体的岩石地球化学和LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究表明,九岭岩体具过铝,富钾、铁,贫钠,Eu负异常,低Ba-Sr,高钾钙碱性系列等岩石地球化学特征,源区主要为地壳,并有少量地幔物质的加入;年龄为(808±2.2) Ma、(814±6) Ma、(817±7) Ma、(833±3.8) Ma,为新元古代花岗岩;通过与江南造山带区域年龄数据对比,认为九岭地区新元古代花岗岩可能形成于碰撞造山晚期的构造伸展阶段。     

基于熵权属性识别模型的岩体质量分级研究

 为克服岩体质量分级中确定评价指标权重系数带有专家打分的主观偏向性,利用熵理论客观地确定岩体质量分级评价指标的熵权系数,结合属性识别理论,建立岩体质量分级判别的属性识别模型。模型选取岩石单轴抗压强度、RQD 值、结构面间距、结构面摩擦系数、岩体钻进速度和岩体声波速度6 个参数作为岩体质量分级综合评价指标,以三山岛金矿7 个采场为研究背景,建立岩体质量分级的属性识别模型,根据信息熵理论计算各评判指标的权重,计算各指标属性测度,利用置信度准则和评分准则,预测岩体质量排序和等级。研究结果表明,属性识别结果较RMR 法更准确,评价结果客观、可信。     

深部重大工程灾害的孕育演化机制与动态调控理论研究进展

深部重大工程灾害的孕育演化机制、预测预报和防治理论的研究是我国水利水电、交通、国防、深部基础物理实验等工程安全建设与运行以及金属矿山安全高效开采中的重大课题。本文介绍了973计划项目“深部重大工程灾害的孕育演化机制与动态调控理论”近5年的重要研究成果,包括：深部岩体结构与地应力特征、深部岩体变形破坏过程的分析方法、岩爆灾害的孕育演化机制、预测预警与调控技术、以及能量调控诱导破岩方法等方面,研究成果已成功应用于我国多个典型深部工程,推动了深部工程开挖开采过程中灾害的预测预报、防控理论和技术的进步。     

基于摄影测量技术的岩体结构面参数的获取

为了更高效、全面、安全的获得岩体结构面参数,建立了两种从三维模型中获取结构面参数的算法：ply2parameter算法和scanline算法。Ply2parameter算法在三维模型上对表现形式为平面的面状结构面采样,根据采样得到的结构面顶点集合,使用主成分分析计算结构面的法向量,计算岩体结构面参数。sancline算法计算出在三维模型上沿着虚拟测线标记出的面状结构面和表现形式为迹线的线状结构面的参数。最后对结构面进行优势分组;以甘肃北山的一个岩石露头为例应用上述两个算法。将得到的结果和野外实测的结果对比,显示出了良好了相关性。     

用人工神经网络方法辨识岩体力学参数

研究了用人工神经网络辨识岩石工程岩体力学参数的基本原理、网络结构、网络训练样本的获得及网络训练方法·在此基础上,提出了用人工神经网络辨识岩石工程岩体力学参数的方法和步骤,并给出了一个参数辨识实例·结果表明,依据巷道变形观测,用神经网络辨识岩石工程岩体力学参数是可行的·该方法为研究岩体物理力学性质参数和岩石工程初始地应力条件提供了一个有效途径,尤其适用于软岩情况下岩体力学参数的辨识·     

福建省紫金山复式花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb测年

福建省紫金山铜金矿是世界上罕见的浅成低温热液-斑岩型以铜金为主的矿床,具有上金下铜的空间分带特征,紫金山复式花岗岩是上部金矿最重要的容矿岩系之一,然而目前对紫金山复式花岗岩的时代研究较为薄弱。为了准确厘定紫金山复式花岗岩不同岩体的侵位时代,笔者对紫金山复式花岗岩3个不同岩体进行了系统的锆石LA-ICP-MSU-Pb测年,获得早期迳美岩体的206Pb/238U加权平均年龄为(157.9±1.2)Ma(n=13,MSWD=0.92)、中期五龙寺岩体的206Pb/238U加权平均年龄为(149.3±1.6)Ma(n=13,MSWD=1.2)、晚期金龙桥岩体的206Pb/238U加权平均年龄为(146.3±1.6)Ma(n=8,MSWD=0.39),表明紫金山复式花岗岩侵位于晚侏罗世,为紫金山铜金矿田容矿岩系的时代研究提供了重要的新资料。     

深部巷道岩爆加权距离判别法模型的分析和应用

根据距离判别理论,以巷道最大切向应力和岩石单轴抗压强度的比值、岩石单轴抗压强度和岩石单轴抗拉强度的比值以及弹性能量指数为判别因子,并应用主成分分析法计算权矩阵,建立加权距离判别模型。利用冬瓜山铜矿深部岩体工程实例为学习样本进行训练,通过判别模型的学习功能确定岩爆与其各影响因素之间的复杂关系。用该模型对金川深部岩体工程进行判别,其结果与实际情况基本一致,说明此模型对深部岩体工程岩爆的预测具有较强的实用性。