基于AttentionR2U-net的岩石(体)关键节理智能识别与参数提取

针对岩石(体)表面复杂节理网中关键节理的智能识别与参数提取问题,提出一种基于AttentionR2U-net网络与节理几何特征模型耦合识别的方法.在R2U-net网络的基础上引入注意门(attentiongate)改进网络,通过定性与定量的方法对边坡节理图像和混凝土、龟裂土、常见脆性岩石裂隙图像的识别结果分别作准确性及泛化能力检验;利用AttentionR2U-net网络耦合节理几何特征的方法识别关键节理,提取原始节理和关键节理的几何参数并对其迹长、面积及倾角作差异性分析.研究结果表明:针对岩石(体)节理识别,本文算法的Dice相似系数从U-net网络的0.965提升至0.990,且明显优于传统算法,故本文算法在岩石(体)节理识别上具有更强的可靠性与优越性;针对混凝土、龟裂土和大理岩、花岗岩、砂岩等脆性岩石裂隙的识别,本文算法的Dice相似系数均在0.953以上,故本文算法具有较强的泛化能力.与原始节理网络相比,关键节理网络优势迹长由0.732m显著增大至1.835m,节理倾角分布形式和优势倾角组均不变,优势迹长和倾角的节理占比均显著增大.

岩石(体)波速与强度的宏观定量关系研究

研究目的:岩石(体)纵波速度、抗压强度是评价岩体强度、稳定性、围岩分级十分重要的指标。本文利用大量试验数据,统计各种地层岩石纵波速度、抗压强度平均值,从宏观上回归分析岩石(体)纵波速度与抗压强度的关系,建立二者相互预测的宏观定量模型,这对评价岩体质量、隧道围岩分级、节省测试费用、缩短工期、检验测试结果可靠性具有重要实际意义。研究结论:(1)岩石(体)致密、坚硬、完整、新鲜,纵波速度就高;反之,岩石(体)质软、风化严重、含水多、结构面多、孔隙多,纵波速度就低。(2)岩石纵波速度与岩石单轴抗压强度的立方根成正比;岩体纵波速度与岩石单轴抗压强度的立方根和岩体完整性指数的平方根之积成正比。(3)岩石(体)纵波速度与单轴抗压强度的宏观定量关系模型可信度较高。

水利水电工程岩石(体)力学试验与成果运用

欲使岩石(体)试验成果客观如实地反映工程岩体的力学特性,必须抓住影响和控制岩石(体)力学性质的主要因素,在熟知场区地质背景的基础上,选取有代表性的试样或试验点,并尽可能客观地再现工程岩体的受荷条件。岩石(体)试验成果的分析和运用,同样离不开对工程岩体所处地质背景进行充分细致的研究,同时要考虑建筑物对工程岩体的变形要求,并以此来确定岩体破坏的含义,最终提出具有一定安全余度的岩石(体)力学参数标准值。

谈岩石(体)波速测试在工程地质勘察中的应用

结合具体工程,在岩石钻孔中采用波速测试方法,测取了岩石(体)波速,根据波速测试结果取得有关的物理力学参数,以此来评定岩石的物理力学性质及岩体完整性,以期为工程地质勘察评价奠定基础。

岩石(体)力学行为尺度与强度关系

岩石(体)的力学行为往往受到试件的形状和尺寸的影响,国内外均有相关试件的制样要求,以统一评定质量及推断相关物理力学参数,但由于岩体的各项异性、多样性,裂缝的不均一性、随机性及裂缝宽度、方向的不确定性等,使岩石(体)样品的力学行为呈现出多样性;通过相关文献的研究成果,分析了从微观裂缝到宏观裂缝岩石力学行为的变化过程,提出了人为因素对尺寸效应的潜在影响,论证了尺寸效应是岩石(体)的一个内在规律并提出了潜在的理想模型曲线;旨在对岩石(体)力学尺寸及相关行为的几个常见问题进行探索和研究,以便于工程建设岩石(体)的相关试验及物理力学参数的选取。

典型岩石破裂产生次声波试验研究

在刚性材料试验压力机上对花岗岩、灰岩、红砂岩、砂岩、千枚岩及泥岩6种典型的岩石试样进行了单轴全过程加载试验,通过自主研制的数字化次声波探测系统对加载过程中的岩石破裂发射出的次声波信号进行了实时探测。为了研究岩石微破裂过程是否存在发射低频次声波现象及其频率分布等特性,通过小波阈值去噪、短时傅立叶变换(STFT)时-频分析和时域累计振铃计数的方法对数字次声波信号进行了处理与分析。研究结果表明:①岩石在破坏前加载过程中存在明显的发射次声波现象;②岩石破裂产生突出次声信号的频率主要分布在2.0～6.0 Hz之间;③在结构较完整的情况下,硬岩(如花岗岩、灰岩)在变形破裂过程中产生的次声信号数量要比软岩(如泥岩)多。与一般声波相比,因次声波具有不容易衰减,不易被水和空气吸收,波长很长可绕开大型障碍物等独特性质,结合其他方法对岩石破裂产生次声波现象的进一步研究可为岩石(体)稳定性监测提供重要的研究方法和技术手段。