隧道超前支护效应数值分析

超前支护是不良地层隧道修建过程中的关键科学问题。以某隧道穿越断层工程实践为依托,建立二维有限元数值模型,对比分析各种超前支护效应,研究了拱顶位移特性、屈服区分布特征。管棚、小导管以及超前锚杆等加固地层可改善掌子面超前核心土受力特征,提高隧道掌子面稳定性,控制围岩变形,塑性区明显减小。超前支护作为从围岩内部加固构件,有效提高围岩的抗剪切能力,促进掌子面拱效应形成。管棚比小导管和超前锚杆能发挥更好支护效应,将掌子面前面荷载传递给初期支护钢拱架。研究成果可直接指导断层破碎带隧道的设计、施工,同时可为其他不良地层地下工程提供参考和借鉴。     

三维动态舰船图像颜色特征自动提取及应用研究

以提升舰船颜色特征的应用技术水平,研究三维动态舰船图像颜色特征自动提取和应用方法。通过相机采集三维动态舰船图像颜色特征后,先使用PCA算法获取三维动态舰船图像的颜色特征子空间,再通过K-means聚类算法得到三维动态舰船图像颜色特征,以该颜色特征作为基础,分别利用支持向量机算法和二阶常速模型实现舰船目标识别和航迹跟踪。实验结果表明,该方法可有效提取三维动态舰船图像颜色特征的R、G、B分量,提取舰船图像颜色特征能力较强。将提取到的三维动态舰船图像颜色特征,应用到舰船目标识别和航迹跟踪,可有效识别舰船和跟踪舰船航迹,应用效果较为显著。     

基于超前预报与监控量测的隧道浅埋段稳定性分析

在山岭隧道施工过程中,由于山体冲沟较发育,地表层峦叠嶂,隧道往往会遇到浅埋软弱围岩段,施工进度慢,技术要求高。当隧道开挖至浅埋段时,如果提前采取措施不当,则很容易出现掌子面塌落和地表明显沉降现象,严重的威胁了隧道施工安全。以福土龙隧道左幅出口浅埋段为工程研究背景,结合隧道实际工程地质概况,应用监控量测与地质超前预报技术,对隧道开挖至浅埋段位移变化与掌子面围岩特性进行动态监测和综合分析,指导现场施工采取经济可靠加固预防措施,确保隧道安全通过浅埋段。     

基于RGB-D深度图像的船体板架非结构面模型重建方法北大核心CSCD

[目的]为准确、快速地重建船体板架非结构面三维形状,便于船体结构变形的高精度高效率测量,设计一种基于RGB-D深度图像的模型重建方法。[方法]首先通过随机抽样一致性算法与最小二乘法相结合的方式剔除点云集中的异常数据,再利用RGB彩色图像棋盘格标靶位置信息对结构多视角点云进行配准;其次将结构物面进行区域网格划分并对点云进行聚类,运用最小二乘法原理对每个网格点云子集进行空间曲面拟合,实现点云融合,在此基础上采用高阶面元实现船体结构外板表面的三维重建;最后,通过试件重构模型与激光扫描点云进行对比,验证模型重建方法的精确性。[结果]结果显示,试件三维重构模型较激光扫描点云随机点的均方根误差为1.02 mm,建模精度满足船舶建造工程需求,同时结构RGB-D深度图像数据获取时间相比于激光扫描可忽略不计。[结论]研究表明,提出的模型重建方法能够准确高效地完成船体板架非结构面三维重构,为船体结构变形测量提供了有力的数据支撑。     

地下水对隧道围岩的弱化机理分析研究

西南地区公路隧道的修建往往会穿越地下水丰富的山岭地段,地下水一方面会使隧道软质岩极易软化、风化,强度降低;同时地下水流动的过程中,会使岩体结构面内的夹层软化、冲走节理内的充填物,减少岩块间的摩擦阻力;地下水作用也易诱发隧道掌子面围岩塌方、涌水突泥,更会加剧偏压隧道的偏压现象,严重的破坏了隧道的稳定性。本文通过分析论述隧道地下水对围岩的弱化作用机理,以及进行相应的围岩抗压试验,总结地下水对围岩强度的影响规律,为富水隧道更好的认识地下水的弱化作用提供可能的理论参考。     

耦合三维地层模型的复杂高桩结构桩基设计

针对复杂高桩结构桩基设计的空间问题和传统地质资料的表达不足,为信息化、可视化管理桩基,提出了建立桩基信息数据库;基于工程区域的多源地形、地质数据,引入三维地层建模技术,建立了复杂高桩结构的三维地层耦合模型,并实现桩基和地层的三维重建、碰桩检测、桩位优化、持力层的选取、桩长及轴向承载力计算、桩位自动绘制等可视化辅助设计功能,极大提高了复杂高桩结构桩基设计的效率与水平。     

基于视频的交互建模方法

基于图像的三维建模技术一直是计算机视觉领域的研究热点.目前的基于图像的建模方法多使用算法自动提取图像特征点,常常无法准确描述场景物体轮廓,针对此问题提出了一种基于视频的交互式建模方法.基于CAHV摄像机模型,在任意图像中手动选取关键特征点确定物体轮廓,并结合摄像机参数及部分自动提取的特征点信息计算深度,最后通过纹理映射技术获得三维模型.实验证明,该方法可以准确提取物体轮廓,建模结果真实感强,是一种有效的基于图像的建模方法.     

某隧道断层破碎带位移分析

在隧道工程的设计、开挖以及支护实践过程中,由于围岩地质状况的复杂性和特殊性,对于穿越断层破碎带所带来的隧道围岩稳定性问题受到相关决策人员与工程技术人员的高度重视。文中为探求断层破碎带对隧道变形影响的普遍规律,本次数值分析选取具代表性的某隧道断层破碎带建立了三维数值模型,对断层破碎带对围岩拱底下沉、边墙的水平位移以及拱底隆起等隧道位移进行了详细的分析,相关计算结果对类似隧道开挖具有参考性。     

软弱敏感结构面控制的隧道围岩变形失稳模式研究

软弱敏感结构面常常成为隧道围岩变形失稳的关键因素,特别是对于浅埋、硬质岩石隧道。仅仅进行围岩总体的质量评价是不够的,识别其中控稳结构面以及围岩变形失稳模式,对于选取有针对性的支护体系,进行合理的施工组织至关重要。文中结合某隧道工程,通过对隧道进行跟踪地质调查,研究隧道中软弱敏感结构面产状及工程性质,识别出典型的围岩失稳模式。对深入了解隧道围岩的变形规律,为隧道灾害防治、选择恰当的支护时机和支护方式很有意义。     

利用虚拟现实技术的舰船图像优化

传统舰船优化算法仅能对图像二维层面进行通道增强,在三维结构层面上无法实现图像的构成像素关系的分析优化,从而出现优化后的图像结构关系不够清晰、细节特征模糊的问题。基于上述图像三维层出现的问题。引入虚拟现实技术,提出虚拟现实技术的舰船图像优化研究。利用虚拟现实技术,在图像的虚拟三维空间,提取图像三维结构特征;通过三维虚拟增强算法,对特征量进行结构变换增强优化。最后通过虚拟重构算法,对优化后的图像特征量进行图像结构重构,从而实现优化图像结构细节的效果。通过与传统图像优化算法的优化效果对比表明:提出的优化方法,在多处图像结构细节优化上,做出精准处理,处理效果符合实际应用要求,且优于传统图像处理效果,更适合舰船图像的精度化处理。     

基于MC算法的等值面方向平滑处理方法

在对用于从体数据场提取等值面的经典MC算法深入分析的基础上,提出了等值面方向平滑处理方法,将等值面分解为三维坐标场与法向矢量场,并对矢量场进行平滑处理,实验证明,采用等值面方向平滑方法,有效解决了面片在公共边界处的光滑拼接问题,使三维重建效果得到显著改善。     

稀疏表示和判别性字典学习的舰船图像自动分割算法

现有舰船图像自动分割算法存在着分割准确率低的问题,故提出稀疏表示和判别性字典学习的舰船图像自动分割算法研究。为了降低图像分割计算难度,通过图像插值、坐标转换、互信息计算配准获取的舰船图像,以此为基础,提取配准图像的灰度与梯度特征,并转换为列向量构成训练样本集,构建判别性字典学习模型,通过模型求解获取舰船图像稀疏表示,判断像素点所在区域,实现了舰船图像的自动分割。仿真实验结果显示:在自变量图像数量与图像块尺度背景下,与现有算法相比较,提出算法舰船图像分割准确率较高,充分表明提出算法图像分割效果更好。     

不良地质条件下隧道爆破施工关键技术研究

高速铁路的快速的发展,丘陵地区的隧道工程日益增多,岩质隧道一般采用爆破开挖,合理的爆破参数尤为重要。本文以马鞍山1号隧道工程为背景,针对马鞍山1隧道溶蚀现象严重,岩溶较发育的不良地质条件进行了爆破设计,其中IV级围岩采用台阶法开挖,V级围岩采用三台法开挖。详细叙述了爆破施工技术措施。通过合理的开挖工法及爆破参数,有效的控制爆破振动对隧道围岩、衬砌结构以及周边复杂环境的影响,实现了不良地质条件下,隧道的安全掘进,保证了隧道工期。     

水布垭清江大桥隧道锚关键技术问题探讨

水布垭清江大桥主桥结构为主跨420 m的悬索桥,两岸锚固形式均采用隧道锚碇结构。根据两岸地质条件,进行了隧道锚方案研究、数值模拟分析和缩尺模型试验。结合施工勘察成果,确定了两岸隧道锚结构尺寸,长岭岸左隧道锚体长18 m、右隧道锚体长24 m,隧道锚围岩稳定系数为5.5;泗淌岸隧道锚体长15 m,隧道锚围岩稳定系数为7。总结了岩溶发育区悬索桥隧道锚的技术要点,对悬索桥隧道式锚碇结构形式的应用有借鉴作用。     

基于JT格式的船舶舱室三维模型自动提取方法

[目的]在船舶设计过程中,通常需要从整船三维模型中提取一个区域、系统或舱室的模型。针对舱室模型提取的应用需求,[方法]以FORAN软件导出的JT模型为研究对象,提出一种基于JT格式的舱室三维模型自动提取方法。通过分析舱室模型的组成、构成舱室的各类模型蕴含的信息以及舱室与这些信息之间的关系,确立了将产品号、舱室对应的区域号、建造总段号以及舱室包围盒坐标作为舱室模型的过滤条件。根据这些用户预先定义的过滤条件以及产品全寿期管理(PLM)中的对象类型、名称和JT模型包围盒,可以从整船三维模型中快速过滤出舱室内的所有零件,进而将获得的模型合并成一个装配结构与整船BOM结构相同的JT模型。[结结果]在JT轻量化模型管理系统的基础上,实现所提出的算法。[结论]该软件工具实现了单个或者多个舱室模型的自动提取功能,提取的舱室模型可用于后续布置协调、间隙分析以及虚拟评审等环节。     

地质雷达技术在隧道富水破碎围岩注浆效果检测中的应用

福建某在建隧道岩体破碎,围岩稳定性差,部分位置存在溶洞,富水情况明显。隧道施工现场采用水泥-水玻璃(C-S)的注浆技术对富水破碎围岩段进行堵水加固治理。为查清隧道围岩注浆处理的效果,工程上决定在隧道K145+348段应用地质雷达无损检测的方法进行检测。通过注浆前后的雷达测试图像对比,以判断确认注浆是否起到加固的作用。实例证明,将雷达用于富水破碎围岩注浆效果检测是一种行之有效的检测方法,可供类似检测工作参考。     

基于JT格式的船舶舱室三维模型自动提取方法北大核心CSCD

[目的]在船舶设计过程中,通常需要从整船三维模型中提取一个区域、系统或舱室的模型。针对舱室模型提取的应用需求,[方法]以FORAN软件导出的JT模型为研究对象,提出一种基于JT格式的舱室三维模型自动提取方法。通过分析舱室模型的组成、构成舱室的各类模型蕴含的信息以及舱室与这些信息之间的关系,确立了将产品号、舱室对应的区域号、建造总段号以及舱室包围盒坐标作为舱室模型的过滤条件。根据这些用户预先定义的过滤条件以及产品全寿期管理(PLM)中的对象类型、名称和JT模型包围盒,可以从整船三维模型中快速过滤出舱室内的所有零件,进而将获得的模型合并成一个装配结构与整船BOM结构相同的JT模型。[结结果]在JT轻量化模型管理系统的基础上,实现所提出的算法。[结论]该软件工具实现了单个或者多个舱室模型的自动提取功能,提取的舱室模型可用于后续布置协调、间隙分析以及虚拟评审等环节。     

双目视觉下红外遥感舰船图像三维重构设计研究

为提升舰船三维重构结果的细节丰富度,在双目视觉支持下提出红外遥感舰船图像三维重构设计方法。通过像素坐标系与世界坐标系的转换,融合可见光图像与红外遥感图像的点云信息。从可见光图像与红外遥感图像融合结果中提取舰船目标的质心、质心区域灰度以及舰船区域面积的特征点。利用半全局匹配算法,匹配提取特征点。依据匹配结果采用三角化曲面算法实现舰船图像三维重构。实验结果表明,该方法重构获取的舰船图像,细节丰富,未出现空洞或细节丢失情况。     

火焰图像的数字化探讨

探讨了火焰图像的数字化处理,通过运用数字图像处理技术和光学辐射理论,实现了火焰图像的轮廓、结构和图像参数的提取,同时分析了火焰温度场的三维结构问题,并对轴对称火争提出了一种简化算法。     

压扭性断裂构造作用下花岗岩公路隧道变形特性分析

受压扭性断裂构造的作用和影响,梁河隧道线路几乎与断裂构造带平行,整个隧址区处于断裂构造带影响范围之内。隧道受构造带的影响,岩体裂隙发育、差异风化强烈,岩体的完整性和稳定性差,由此引发包括塌方、失稳、侵限换拱、掌子面大面积变形在内的诸多灾害,对施工进度和安全造成严重影响。本文采用应力和声发射对隧道施工过程中应力的变化规律、围岩活动规律及破坏情况进行监测,并结合现场施工工艺和岩体失稳破坏过程,分析了在施工过程中岩体的应力和声发射事件随时间和空间的变化规律,初步推算出受压扭性构造作用下围岩最大水平主应力的方向和岩体发生破坏和失稳的原因。隧道施工过程中遇到压扭性断裂构造作用时围岩的变形和破坏规律为具有类似地质条件隧道的施工工艺和工法的调整提供了依据。