多階段文獻(xiàn)回顧: 攝影測(cè)量技術(shù)在巖石工程中的應(yīng)用(application of photogrammetry)
1 引言
本文以攝影測(cè)量技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用(application of photogrammetry)為例,總結(jié)了目前使用的多階段搜索途徑。第一階段,完全匹配字符串,即所謂的精準(zhǔn)搜索,搜索的字符串為"application of photogrammetry",一般來說,這個(gè)搜索結(jié)果不會(huì)太多;第二階段,使用C(n,3)組合算法對(duì)單句進(jìn)行搜索,例如photogrammetry stability slopes,這三個(gè)單詞在句中的順序是不固定的;第三階段以段落為單位進(jìn)行搜索,例如"application of" 和 "photogrammetry"查詢所有同時(shí)包括這兩個(gè)短語的段落,這種方法在很大程度上依賴于段落的劃分。本文主要強(qiáng)調(diào)了前兩個(gè)階段的查詢手段。
2 application of photogrammetry
地面激光掃描儀(Terrestrial Laser Scanner, TLS)和地面數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量(Terrestrial digital photogrammetry, TDP)被廣泛用于描述巖體不連續(xù)性和巖面形態(tài),例如Rosser(2005);Sturzenegger(2009);Slob(2010);Sturzenegger(2011);Brideau(2012)。Abellan(2014) 全面回顧了TLS技術(shù)在巖石暴露特征方面的應(yīng)用。這些方法通常基于對(duì)巖石暴露的分割,并從識(shí)別的平面的邊界和方向獲得不連續(xù)的特征[Umili(2013)]。對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并用于巖體特征的描述。
第一階段搜索字符串"application of photogrammetry",共得到5篇。Wickens and Barton (1971) 提出了攝影測(cè)量法在開挖巖石邊坡穩(wěn)定性中的應(yīng)用,這可能是這種方法在巖石工程中最早的應(yīng)用。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,Strozzi (2010)利用衛(wèi)星SAR干涉測(cè)量法、差分GPS、機(jī)載數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量法和機(jī)載攝影解釋法對(duì)巖體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了綜合觀測(cè);Oka(1998) 應(yīng)用攝影測(cè)量法觀察邊坡破壞。在地下開挖方面,Preston (2014)的博士論文應(yīng)用攝影測(cè)量法估計(jì)礦柱的損壞程度以及礦柱強(qiáng)度,Slaker and Mohamed(2017) 使用單反相機(jī)在地下煤礦對(duì)間柱進(jìn)行特征測(cè)量。
3 photogrammetry stability slopes
第二階段對(duì)photogrammetry stability slopes三個(gè)單詞組合查詢,共得到3篇。Bonilla-Sierra (2014) 將攝影測(cè)量數(shù)據(jù)與離散元模型結(jié)合起來進(jìn)行巖坡穩(wěn)定性評(píng)估。通過DFN-DEM模型,描述了沿預(yù)先存在的不連續(xù)體的屈服和完整巖石的斷裂,并與攝影測(cè)量技術(shù)相結(jié)合,綜合評(píng)估了潛在的不穩(wěn)定巖石邊坡的穩(wěn)定性;Curtaz (2014) 把地面攝影測(cè)量和數(shù)值模型(LEM,3DEC)相結(jié)合,評(píng)價(jià)高山地區(qū)巖坡穩(wěn)定性分析。另一個(gè)有趣的研究是試圖澄清攝影測(cè)量法是否能產(chǎn)生準(zhǔn)確的JRC測(cè)量值,以用于評(píng)估邊坡穩(wěn)定性。針對(duì)一個(gè)已經(jīng)發(fā)生楔形破壞的巖石邊坡,采用了三種不同的方法測(cè)量JRC:人工測(cè)量、攝影測(cè)量和傾斜試驗(yàn)。結(jié)果顯示這三種不同的測(cè)量方法得到的JRC值存在著一些差異。攝影測(cè)量方法確定的JRC值比使用Barton提出的原始方法獲得的JRC值略高,而傾斜測(cè)試結(jié)果傾向于產(chǎn)生高估的JRC值。
4 photogrammetry discontinuities rock
第二階段對(duì)photogrammetry discontinuities rock三個(gè)單詞組合查詢,這個(gè)查詢產(chǎn)生了更詳細(xì)的結(jié)果。
Rogers (2007) 利用離散斷裂網(wǎng)絡(luò)方法(DFN)描述斷裂巖體的原位破碎特征,特別指出鉆孔成像工具和先進(jìn)的攝影測(cè)量技術(shù)能夠準(zhǔn)確描述巖體中不連續(xù)的方向、范圍和巖石特征,對(duì)生成DFN提供了更準(zhǔn)確的原始數(shù)據(jù)。地面數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量是表征破壞面形態(tài)的最佳方法。Sturzenegger (2009, 2010) 的博士論文利用地面遙感技術(shù)對(duì)巖體不連續(xù)和巖坡幾何進(jìn)行多尺度表征,記錄了在南非Palabora露天礦使用長程地面數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量進(jìn)行的實(shí)地調(diào)查。Sturzenegger (2012) 對(duì)加拿大落基山脈的Palliser Rockslide使用地面數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)表征巖石破壞面的形態(tài),從而把階梯路徑的幾何特征,包括預(yù)先存在的不連續(xù)體和完整的巖石裂縫細(xì)分為四種類型。Lato (2012) 使用三維激光雷達(dá)LiDar和攝影測(cè)量模型自動(dòng)測(cè)繪巖石的不連續(xù)性。Havaej (2015) 在他的博士論文《Characterisation of High Rock Slopes using an Integrated Numerical Modelling -Remote Sensing Approach》中,使用攝影測(cè)量法描述巖石的不連續(xù)性,產(chǎn)生邊坡3D點(diǎn)云,然后從3D點(diǎn)云產(chǎn)生網(wǎng)格,最后把網(wǎng)格輸入到邊坡穩(wěn)定數(shù)值模型3DEC中。Zhao (2016) 在他的碩士爐溫中,基于無人機(jī)拍攝的圖像,通過地面激光掃描和攝影測(cè)量對(duì)巖石不連續(xù)性進(jìn)行測(cè)量和建模,識(shí)別巖坡的地質(zhì)結(jié)構(gòu),并提出了一種線性露頭檢查的半自動(dòng)方法。Tannant (2017) 使用三維攝影測(cè)量模型辨識(shí)出階梯狀平面滑移面和破壞面的形狀是由不連續(xù)點(diǎn)定義的,進(jìn)而進(jìn)行了階梯式平面滑移面上的平移性巖石滑坡特征和分析。Sarro (2018) 使用無人機(jī)攝影測(cè)量數(shù)據(jù)模擬巖石滾落(rockfall), 通過將運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于遙控飛機(jī)系統(tǒng)拍攝的一組圖像,分析了巖體的主要不連續(xù)現(xiàn)象。Zhang (2019) 使用無人機(jī)攝影測(cè)量巖體的不連續(xù)性和巖石滾落的可能性。
5 結(jié)束語
很顯然,第二階段的查詢完全取決于3個(gè)單詞的選擇,因而這個(gè)回顧是不完整的,缺失了個(gè)別非常重要的文獻(xiàn),通過改變單詞搭配,例如使用photogrammetry rock characterization來查詢,將會(huì)得到更豐富和有價(jià)值的結(jié)果。
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