CN104035139B - 一种碎裂岩体范围及深度测定方法 - Google Patents
一种碎裂岩体范围及深度测定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104035139B CN104035139B CN201410298892.8A CN201410298892A CN104035139B CN 104035139 B CN104035139 B CN 104035139B CN 201410298892 A CN201410298892 A CN 201410298892A CN 104035139 B CN104035139 B CN 104035139B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rock mass
- depth
- fragmentation
- fragmentation rock
- degree
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 103
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 claims description 92
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 claims description 92
- 238000003556 assay Methods 0.000 claims description 8
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 8
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 5
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 4
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种碎裂岩体范围及深度测定方法,该方法是通过无人机红外摄像对碎裂岩体的范围及深度进行测试,其具体方法步骤为:(1)人工现场踏勘,初步划定碎裂岩体范围;(2)选择碎裂岩体在干燥、高温晴天时段进行测试;(3)红外摄像;(4)对红外摄像进行图像数据处理;(5)确定碎裂岩体的面积;(6)确定碎裂岩体各点的深度。本发明所述采用非接触性的物理探测技术进行测定,可以在各种工作场地大范围使用,速度快,受地表通行障碍的影响较小,具有较高的测试分辨率和精度;通过无人机红外测定,在测定碎裂岩体范围与深度时,在最佳时间段进行红外摄像,就可以较准确地计算出碎裂岩体的范围与测试点的深度。
Description
技术领域
本发明属于地质工程技术领域,涉及一种工程地质物理勘测方法,特别是涉及一种碎裂岩体范围及深度测定方法。
背景技术
碎裂岩体主要发育在西藏高原地区,其成因主要是冰劈、冻胀冻融和风化等作用形成的岩体表层碎裂,碎裂深度一般为几米至几十米。在水利水电、路基及工民建等工程地质灾害边坡治理中,碎裂岩体测定已成为了一个必不可少的环节。
目前,碎裂岩体的探测方法通常是在局部的地质钻孔、平洞等岩土工程勘探,结合工程物探中的地震勘探、孔间CT和地质雷达等方法进行范围与深度探测,但由于碎裂岩体与完整岩体的波速差异性较小,加之碎裂岩体的接受条件较差等不利因素,因此,现有的物探方法探测效果不理想,无法满足工程勘察设计的要求。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供一种碎裂岩体范围及深度测定方法。
本发明是通过如下技术方案予以实现的。
一种碎裂岩体范围及深度测定方法,该方法是通过无人机红外摄像对碎裂岩体的范围及深度进行测试,其具体方法步骤如下:
(1)人工现场踏勘,初步划定碎裂岩体范围:按红外连续摄像成图的精度要求,确定无人机的飞行高度、速度与红外摄像参数,并制定飞行线路网格线;
(2)选择碎裂岩体在干燥、高温晴天时段进行测试;测试时在具有代表性的碎裂岩体与完整岩体表面分别安置温度测量仪,在红外摄像前1小时至摄像后1小时之间进行温度连续测量并记录;
(3)红外摄像:在下午16时~18时时间段内选择碎裂岩体,并按制定的飞行网格线,对整个碎裂岩体区利用红外摄像仪进行红外摄像,并同时记录坐标与时间;
(4)对红外摄像进行图像数据处理:对步骤(3)中的红外摄像进行图像数据处理,获取完整岩体正常温度值t0、碎裂岩体区各点的温度值ti及碎裂岩体区最高温度值tm;
(5)确定碎裂岩体的面积:碎裂岩体范围的划定,将温度值ti>t0+0.1的区域划定为碎裂岩体区范围,并计算出碎裂岩体区的面积为S;
(6)确定碎裂岩体各点的深度:将步骤(4)和步骤(5)所得到的完整岩体正常温度值t0、碎裂岩体温度值ti和最高温度值tm、碎裂岩体区的面积S代入下式,得到碎裂岩体各点的深度值h为:
式中,C1、C2分别为深度修正系数和温度修正系数。
所述步骤(6)中的深度修正系数C1如下式所示:
式中,hm为测试点已知的碎裂岩体深度,即步骤(6)中ti=tm时碎裂岩体的深度,S为碎裂岩体的面积;
所述步骤(6)中的温度修正系数C2如下式所示:
式中,hn为tn测试点已知的碎裂岩体深度,即步骤中tn≈(tm-t0)/2时碎裂岩体的深度,S为碎裂岩体的面积。
所述步骤(1)中的网格线包括碎裂岩体,并超出碎裂岩体30m~50m。
本发明的有益效果是:
与现有技术相比,本发明所述方法属于一种非接触性的物理探测技术,可以在各种工作场地大范围使用,速度快,受地表通行障碍的影响较小,具有较高的测试分辨率和精度;由于该方法采用了无人机红外测定,在测定碎裂岩体范围与深度时,依据碎裂岩体深度越深、体积越大,则其吸收与辐射热能越大的原理,在最佳时间段进行红外摄像,通过碎裂岩体各点的温度值与温度差场分析计算,就可以较准确地计算出碎裂岩体的范围与测试点的深度;本发明所述方法操作简单,现场仅需2~3人即可工作。试验证明,与现有其它方法比较,采用本发明所述方法具有理想的测定结果,而且工作量小,工作效率高,综合使用成本低,可用于大型、复杂的地质工程勘察项目中,同时,工作步骤简单,易于理解与掌握,可在地质探测技术领域广泛推广应用。
附图说明
图1是本发明所述碎裂岩体范围及深度的测定示意图。
图中:1-红外摄像仪,2-碎裂岩体,3-温度测量仪,4-完整岩体。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本发明的技术方案,但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1所示,本发明所述的一种碎裂岩体范围及深度测定方法,该方法是通过无人机红外摄像对碎裂岩体的范围及深度进行测试,其具体方法步骤如下:
(1)人工现场踏勘,并初步划定碎裂岩体2的范围;按红外连续摄像成图的精度要求,确定无人机的飞行高度、速度与红外摄像参数,制定飞行线路网格,保证网格线包括碎裂岩体2并超出30m~50m;
(2)选择碎裂岩体2干燥、高温晴天时段进行测试;测试时在具有代表性的碎裂岩体2与完整岩体4表面上分别安置温度测量仪3,在红外摄像前1小时至摄像后1小时之间进行温度连续测量并记录;
(3)在下午16时~18时时间段内选择碎裂岩体,这一时间段碎裂岩体2的温度较高,因此在这个时间段对碎裂岩体进行红外摄像效果最好,在具体操作时,按制定的飞行网格线对整个碎裂岩体2区的利用红外摄像仪1进行摄像,并同时记录其坐标与时间;
(4)对红外摄像进行图像数据处理,获取完整岩体4正常温度值t0、碎裂岩体2区各点的温度值ti及碎裂岩体2区最高温度值tm;
(5)碎裂岩体2范围的划定,将温度值ti>t0+0.1的区域划定为碎裂岩体2区范围,并计算出碎裂岩体2区的面积为S;将上述步骤得到的参数代入下式,得到碎裂岩体2各点的深度值h:
在上式中,h为测试点碎裂岩体2的深度,单位为m;S为碎裂岩体2的面积,单位为m2;t0为完整岩体4的正常温度值,单位为℃,ti为碎裂岩体2各点的温度值,单位为℃;tm为碎裂岩体2最高温度值,单位为℃;C1、C2分别为深度修正系数和温度修正系数;
所述深度修正系数C1是用1个测试点(ti=tm)已知的碎裂岩体深度hm代入下式得到:
在上式中,C1为深度修正系数,hm为ti=tm时测试点已知的碎裂岩体深度,单位为m;S为碎裂岩体区的面积,单位为m2;
所述温度修正系数C2是用1个测试点((tn≈(tm-t0)/2)已知的碎裂岩体深度hn代入下式得到:
在上式中,C2为温度修正系数,t0为完整岩体正常温度值,单位为℃;tn为碎裂岩体区在tn≈(tm-t0)/2时的已知点温度,单位为℃;tm为碎裂岩体区最高温度值,单位为℃;hn为tn≈(tm-t0)/2时测试点已知的碎裂岩体深度,单位为m;C1为深度修正系数,S为碎裂岩体的面积,单位为m2;
所述深度修正系数C1与温度修正系数C2也可以利用经验参数给出,可根据岩体的性质(岩石类型、表层密度、热导率和比热容等)及碎裂程度、碎裂岩体面积等因素通过类比得出。
Claims (4)
1.一种碎裂岩体范围及深度测定方法,其特征在于:该方法是通过无人机红外摄像对碎裂岩体的范围及深度进行测试,其具体方法步骤如下:
(1)人工现场踏勘,初步划定碎裂岩体范围:按红外连续摄像成图的精度要求,确定无人机的飞行高度、速度与红外摄像参数,并制定飞行线路网格线;
(2)选择碎裂岩体在干燥、高温晴天时段进行测试;测试时在具有代表性的碎裂岩体与完整岩体表面分别安置温度测量仪,在红外摄像前1小时至摄像后1小时之间进行温度连续测量并记录;
(3)红外摄像:在下午16时~18时时间段内选择碎裂岩体,并按制定的飞行网格线,对整个碎裂岩体区利用红外摄像仪进行红外摄像,并同时记录坐标与时间;
(4)对红外摄像进行图像数据处理:对步骤(3)中的红外摄像进行图像数据处理,获取完整岩体正常温度值t0、碎裂岩体区各点的温度值ti及碎裂岩体区最高温度值tm;
(5)确定碎裂岩体的面积:碎裂岩体范围的划定,将温度值ti>t0+0.1的区域划定为碎裂岩体区范围,并计算出碎裂岩体区的面积为S;
(6)确定碎裂岩体各点的深度:将步骤(4)和步骤(5)所得到的完整岩体正常温度值t0、碎裂岩体温度值ti和最高温度值tm、碎裂岩体区的面积S代入下式,得到碎裂岩体各点的深度值h为:
式中,C1、C2分别为深度修正系数和温度修正系数。
2.根据权利要求1所述的一种碎裂岩体范围及深度测定方法,其特征在于:所述步骤(6)中的深度修正系数C1如下式所示:
式中,hm为测试点已知的碎裂岩体深度,S为碎裂岩体的面积。
3.根据权利要求1所述的一种碎裂岩体范围及深度测定方法,其特征在于:所述步骤(6)中的温度修正系数C2如下式所示:
式中,hn为tn测试点已知的碎裂岩体深度,S为碎裂岩体的面积,t0为完整岩体正常温度值;tn为碎裂岩体区在tn≈(tm-t0)/2时的已知点温度;tm为碎裂岩体区最高温度值。
4.根据权利要求1所述的一种碎裂岩体范围及深度测定方法,其特征在于:所述步骤(1)中的网格线包括碎裂岩体,并超出碎裂岩体30m~50m。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410298892.8A CN104035139B (zh) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | 一种碎裂岩体范围及深度测定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410298892.8A CN104035139B (zh) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | 一种碎裂岩体范围及深度测定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104035139A CN104035139A (zh) | 2014-09-10 |
CN104035139B true CN104035139B (zh) | 2016-08-24 |
Family
ID=51465973
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410298892.8A Active CN104035139B (zh) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | 一种碎裂岩体范围及深度测定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104035139B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104459814A (zh) * | 2014-09-28 | 2015-03-25 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种碎裂岩体范围与深度无人机红外测定方法 |
CN104219506A (zh) * | 2014-09-30 | 2014-12-17 | 成都市晶林科技有限公司 | 一种矿石断裂判别***与方法 |
CN107036546B (zh) * | 2017-05-12 | 2023-10-03 | 北京中矿华沃科技股份有限公司 | 一种基于无人机技术的露天矿钻孔深度测定装置及方法 |
CN117111178B (zh) * | 2023-10-18 | 2024-02-06 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种堤坝隐患和险情空地水协同探测***及方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10318996A (ja) * | 1997-05-21 | 1998-12-04 | Tobishima Corp | 地盤、岩盤、コンクリート構造物等の緩み、亀裂範囲測定方法及び測定装置 |
CN102866099A (zh) * | 2012-08-14 | 2013-01-09 | 北京矿产地质研究院 | 一种岩石风化深度的测定方法 |
CN103488613A (zh) * | 2013-09-29 | 2014-01-01 | 北方工业大学 | 一种碎裂岩体强度综合计算方法 |
-
2014
- 2014-06-27 CN CN201410298892.8A patent/CN104035139B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10318996A (ja) * | 1997-05-21 | 1998-12-04 | Tobishima Corp | 地盤、岩盤、コンクリート構造物等の緩み、亀裂範囲測定方法及び測定装置 |
CN102866099A (zh) * | 2012-08-14 | 2013-01-09 | 北京矿产地质研究院 | 一种岩石风化深度的测定方法 |
CN103488613A (zh) * | 2013-09-29 | 2014-01-01 | 北方工业大学 | 一种碎裂岩体强度综合计算方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
确定碎裂岩体综合内摩擦角的一种新方法;杨国俊等;《人民黄河》;20120430;第34卷(第4期);第140-142页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104035139A (zh) | 2014-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104035139B (zh) | 一种碎裂岩体范围及深度测定方法 | |
Wagner et al. | Kinematics and vorticity in Kangmar Dome, southern Tibet: Testing midcrustal channel flow models for the Himalaya | |
Mikhalenko et al. | Investigation of a deep ice core from the Elbrus western plateau, the Caucasus, Russia | |
Lei et al. | Multiyear sea ice thermal regimes and oceanic heat flux derived from an ice mass balance buoy in the Arctic Ocean | |
CN107130951B (zh) | 一种监测蒸汽驱井间连通状况的方法及其*** | |
CN106338774A (zh) | 一种基于电导率‑深度成像的时间域航空电磁数据反演方法 | |
CN104048993A (zh) | 便携式原位浅层地温和导热系数测量装置及测试方法 | |
CN105005081B (zh) | 煤机采动激励下综采面近场煤岩动态层析成像***及方法 | |
Chen et al. | Study on the application of a comprehensive technique for geological prediction in tunneling | |
CN107346032A (zh) | 一种无线控传加速度传感器的隧道超前预报***及方法 | |
CN105487135A (zh) | 沉积盆地型地热资源类型划分方法 | |
CN106646661A (zh) | 一种矿床水文地质综合勘查*** | |
Zhao et al. | Where is the 1-million-year-old ice at Dome A? | |
Armienti et al. | Cenozoic thermal evolution of lithospheric mantle in northern Victoria Land (Antarctica): Evidences from mantle xenoliths | |
CN105974472A (zh) | 一种基于反射信号的巷道超前探测速度建模方法 | |
CN104863576B (zh) | 判断钻机钻进至一定深度时钻头所处地质层的方法 | |
Wang et al. | Variations of Luzon Undercurrent from observations and numerical model simulations | |
CN104459814A (zh) | 一种碎裂岩体范围与深度无人机红外测定方法 | |
Xin-rong et al. | Synthetic advanced geological prediction technology for tunnels based on GPR | |
Skyllingstad et al. | Simulation of the melt season using a resolved sea ice model with snow cover and melt ponds | |
CN105866003B (zh) | 一种页岩气储层总孔隙度获取方法及装置 | |
Radioti et al. | Fiber-optic Temperature Profiles Analysis for Closed-loop Geothermal Systems-A Case Study | |
Jiping et al. | Evaluation of mid-depth currents of NCEP reanalysis data in the tropical Pacific using Argo float position information | |
Baranowski et al. | Tropical cyclone turbulent mixing as observed by autonomous oceanic profilers with the high repetition rate | |
Meller et al. | Approach for determination of the failure probability of fractures at the Soultz-Sous-Forêts EGS project |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |