[发明专利]基于三维实景和赤平投影的岩石块体稳定性快速评价方法

权利要求书

1.基于三维实景和赤平投影的岩石块体稳定性快速评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A、采集工程区域岩体结构地质数据信息；

步骤B、将地质数据信息导入三维实景平台生成三维地形，并将地质数据信息嵌入地形数据；

步骤C、确定待分析天然岩质边坡；

步骤D、在待分析天然边坡范围内，筛选出所有结构面数据信息；

步骤E、根据结构面信息，在三维实景平台中切割出块体；

步骤F、根据极射赤平投影法，快速生成边坡稳定性分析报告；

步骤G、根据施工方案，输入人工边坡数据；

步骤H、根据极射赤平投影法、天然边坡数据与人工边坡数据，快速生成稳定性报告；

步骤E中，以结构面的产状和标记点的坐标为基础生成可视化结构面，由结构面的交汇切割出块体；结构面平面方程为：

sinαsinβ(x-x₀)+sinαcosβ(y-y₀)+cosα(z-z₀)＝0 (1)

其中，结构面或临空面的倾角为α，倾向β，标记点的坐标为(x₀,y₀,z₀)，结构面的法向量为(sinαsinβ,sinαcosβ,cosα)；

步骤F具体包括：

F1、投影坐标系为xyz坐标系，投影球面方程：

x²+y²+z²＝R² (2)

xOy面为赤平面，赤平面与投影球相交得到的圆为基圆，基圆方程为：

(0，0，R)极射点，投影位置为下半球投影；

F2、将结构面以及边坡的倾向倾角输入到“块体分析”功能模块中，其中，添加数据需用到“输入面板”，如果是边坡产状，则选择“临空面”，如果是结构面产状则选择“结构面”，倾向统一以NE方向为准，范围为NE 0°～360°，如果输入错误，可以在输入框中修改，也可点击“重置”重新输入；

如果输入的是临空面产状，将被自动编号命名为“A_数字”形式，显示于“产状面板”，如果是结构面，将被自动命名为“B_数字”形式，为了便于查看，无论各个产状的输入顺序如何，“A_数字”编号的面会被自动排序到表格前排，其中“数字”将以“A”类面的输入顺序从“1”开始按顺序加一自动计算生成，“B_数字”编号的面会被自动排序到表格“A”类之后，其中“数字”将以“B”类面的输入顺序从“1”开始按顺序加一自动计算生成；

如果要重新编辑已输入的产状，要在“产状面板”中点选编号，“输入面板”中将显示其信息，修改完毕后点击确定并刷新；

F3、当所有信息输入完成之后，点击“开始分析”，“赤平投影面板”中将显示所有结构面的投影结果，“分析报告面板”中显示系统作出的分析报告，其中赤平投影做图的实现方式为“三点定圆”，先以产状的倾向推求走向，倾向线与走向线正交且都过圆心，可得走向线，并可得走向线与基圆两个交点(x₁,y₁)、(x₂,y₂)，再根据倾角找到大圆弧对在赤平面上对应的顶点(x₃,y₃)，由三点确定圆心(x₀,y₀)和半径R：

以此确定的圆与基圆相交，保留基圆内的部分，其中A类投影均以普通黑线加黄色高亮显示，B类投影均以普通黑线显示；

分析报告中滑动方向和稳定状态，可根据赤平投影情况得出，其中稳定等级分为：不稳定状态、较不稳定状态、基本稳定状态、最稳定状态；

滑动面面积和块体体积为结构面和三维地形共同交汇切割计算得出；最终分析报告可编辑也可导出；

在生成投影结果与分析报告的同时，“产状面板”将生成所有结构面之间的交线产状，并显示在B类产状之后，编号形式为“L_数字”，点击某一编号时，投影图中会将对应的点高亮显示。

2.如权利要求1所述的基于三维实景和赤平投影的岩石块体稳定性快速评价方法，其特征在于，步骤A中获取地质数据信息的方式包括：罗盘测量、GPS定位以及无人机航拍，这些数据被采集后被存入数据库。