基于直方图对比分析的隧道超前地质预报判译方法
Advanced Geological Detection for Tunneling Based on Comparative Analysis of Histogram
DOI: 10.12677/HJCE.2020.94032, PDF,   
作者: 赵 体:北京市公联公路联络线有限责任公司,北京
关键词: 隧道超前地质预报颜色直方图匹配度Tunnel Advanced Geological Prediction Color Histogram Matching Degree
摘要: 本文依托贵州的多条隧道工程,通过跟踪施工开挖进度,对比分析施工揭露实际情况与TRT超前地质预报图像特征的关系,总结出了溶洞、破碎带、断层等岩溶地区典型不良地质现象所对应的TRT预报图像特征。根据TRT预报图像的特点,提出采用颜色直方图对比法可以较好地辅助TRT图像的判别,以溶洞和破碎带两种不良地质现象为例,基于OpenCV编制了TRT图像的颜色直方图提取与分析程序;基于TRT预报特征图像库,提出了未知图像与特征图像的匹配方法,编制了多种匹配方法的计算程序,给出了定量化的匹配度来辅助判断TRT图像反应的不良地质现象。基于直方图对比分析技术的隧道超前地质预报判译方法推动了地质预报向定量化、自动化的发展,并且在实际工程应用中获得较好的效果。
Abstract: Based on the construction of several tunnels in Guizhou Province, the relation between image fea-tures of TRT advanced geological prediction and physical truth discovered by excavation was ana-lyzed comparatively, and the TRT image features of several typical adverse geologic phenomena, such as karst cavern, fracture zone, fault, were summarized. According to the features of TRT im-ages, the color histogram contrast method was used to assist the judgment of adverse geologic phenomena from TRT images in the paper. The pick-up and analysis program of color histogram of TRT images was developed based on OpenCV Program. Furthermore, the matching methods be-tween unknown TRT images and the typical TRT images were put forward, and the calculation program was developed to obtain the matching degree which can be used to determine the adverse geologic phenomena reflected by the unknown images. The application of the color histogram con-trast method will promote the quantification and automation of advanced geological prediction, and there was a good achievement in the actual application.
文章引用:赵体. 基于直方图对比分析的隧道超前地质预报判译方法[J]. 土木工程, 2020, 9(4): 290-302. https://doi.org/10.12677/HJCE.2020.94032

参考文献

[1] 钱七虎. 地下工程建设安全面临的挑战与对策[J]. 岩石力学与工程学报, 2012, 31(10): 1945-1956.
[2] 李术才, 刘斌, 孙怀凤, 等. 隧道施工超前地质预报研究现状及发展趋势[J]. 岩石力学与工程学报, 2014, 33(6): 1090-1113.
[3] 李术才, 聂利超, 刘斌, 等. 多同性源阵列电阻率法隧道超前探测方法与物理模拟试验研究[J]. 地球物理学报, 2015, 58(4): 1434-1446.
[4] 张向东, 蔡赫男, 李军. 红庆梁煤矿巷道断层带的超前地质预报[J]. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版), 2017, 36(4): 377-380.
[5] 姚海波, 苏河修, 梁文广, 等. 基于Google-Earth的地质分析技术在南方某隧道工程地质灾害探测中的应用研究[J]. 土木工程学报, 2017, 50(s2): 167-174.
[6] 高峰, 周科平, 周炳仁, 等. 基于TRT技术的矿山井下地质超前预报[J]. 中国安全科学学报, 2014, 24(4): 80-85.
[7] 刘新荣, 刘永权, 杨忠平, 等. 基于地质雷达的隧道综合超前预报技术[J]. 岩土工程学报, 2015, 37(s2): 51-56.
[8] 刘斌, 李术才, 李建斌, 等. TBM 掘进前方不良地质与岩体参数的综合获取方法[J]. 山东大学学报(工学版), 2016, 46(6): 105-112.
[9] 李术才, 苏茂鑫, 薛翊国, 等. 城市地铁跨孔电阻率 CT 超前地质预报方法研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2014, 33(5): 913-920.
[10] 邱道宏, 李术才, 薛翊国, 等. 基于数字钻进技术和量子遗传–径向基函数神经网络的围岩类别超前识别技术研究[J]. 岩土力学, 2014, 35(7): 2013-2018.
[11] 谭信荣, 陈寿根, 王磊, 等. 基于岩溶发育地质模型的隧道地质预测[J]. 地下空间与工程学报, 2015, 11(6): 1641-1647.
[12] 曹国侯, 王运生, 李耀华, 等. 三维成像系统在地下工程地质灾害预报中的应用[J]. 地下空间与工程学报, 2014, 10(s1): 1735-1739.
[13] 李术才, 石少帅, 李利平, 等. 三峡库区典型岩溶隧道突涌水灾害防治与应用[J]. 岩石力学与工程学报, 2014, 33(9): 1887-1896.
[14] 王传武, 李术才, 聂利超, 等. 隧道三维电阻率 E-SCAN 超前探测反演与优化方法研究[J]. 岩土工程学报, 2017, 39(2): 218-227.
[15] 李术才, 孙怀凤, 李貅, 等. 隧道瞬变电磁超前预报平行磁场响应探测方法[J]. 岩石力学与工程学报, 2014, 33(7): 1309-1318.
[16] 舒森, 胡金星. 隧道岩溶空间探测[J]. 地下空间与工程学报, 2016, 12(5): 1350-1363.
[17] 周轮, 李术才, 许振浩, 等. 隧道综合超前地质预报技术及其工程应用[J]. 山东大学学报(工学版), 2017, 47(2): 55-62.
[18] 江杰, 黄厚, 钟一和, 等. 岩溶地区地铁一种综合超前地质预报方法[J]. 工程勘察, 2017, 45(6): 69-73.
[19] 姚林林, 张世殊, 崔中涛, 等. 双护盾TBM施工综合超前地质预报技术探讨[J]. 地下空间与工程学报, 2019, 15(5): 1549-1556.
[20] 任涛, 魏清华, 姜德义, 等. 提高地震区隧道超前地质预报准确性的措施[J]. 地下空间与工程学报, 2016, 12(3): 819-824.
[21] 陈礼彪, 刘泉声, 张国华, 等. 非可溶岩隧道突涌灾害预测研究及工程应用[J]. 岩石力学与工程学报, 2014, 33(4): 786-796.
[22] 李宝奇, 贺昱曜, 郭元术, 等. 基于DBN的隧道地质超前预报自动解释算法[J]. 长安大学学报(自然科学版), 2017, 37(3): 90-96.
[23] 吴回获, 侯小军, 曹小军. 提高TSP超前地质预报准确性的研究与对策[J]. 地下空间与工程学报, 2015, 11(2): 484-488.
[24] 江帆. 基于直方图对比TRT图像识别技术的隧道超前地质预报综合判别方法[D]: [硕士学位论文]. 北京: 北京交通大学, 2016.
[25] 毛星云, 冷雪飞. OpenCV编程入门[M]. 北京: 电子工业出版社, 2015.