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研究生:彭士睿
研究生(外文):Shih-Ruei Peng
論文名稱:地面光達點雲計量化岩體不連續面間距及延續度技術及檢定方法探討
論文名稱(外文):Determining Spacing and Trace Length of Rock Discontinuities from Point Cloud by Ground-Based LiDAR and Associated Hypothesis Test Method
指導教授:王泰典翁祖炘翁祖炘引用關係
口試委員:張哲豪李佳翰蕭富元王泰典翁祖炘
口試日期:2016-07-22
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:資源工程研究所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:104
中文關鍵詞:計量化調查延續度間距不連續面統計檢定地面光達
外文關鍵詞:Quantification SurveyContinuitySpacingDiscontinuitiesStatistical testsGround-based LiDAR
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不連續面幾何為岩體力學特性的關鍵項目,亦提供岩體工程參數及設計分析重要資訊。國際岩石力學學會提出的10項不連續面調查及描述項目中,包括位態、間距、延續度、組數、岩塊尺寸、粗糙度及隙寬等7項皆與幾何有關。間距及延續度影響岩塊大小及岩體力學行為,常為岩體強度評估的指標。傳統露頭不連續面調查時,因精確測量費時費力,間距及延續度多採級距式紀錄,結果難於量化使用。近年來科技發展快速,其中地面光達具有取得高精度、高密度地表三維坐標資料特性,逐漸在地質調查與大地工程應用方面大量使用。本研究透過地面光達掃瞄點雲判釋岩體不連續面位態的統計檢定方法,計算判釋所得各組不連續面位態的顯著程度,繼而參考國際岩石力學學會建議的測線法作業程序,於描述坡面露頭點雲佈置測線,提出應用光達點雲計量化岩體不連續面間距及延續度的方法,並建議計量結果的檢定程序。本研究並以台灣東部天祥附近露頭為例,實例說明地面光達點雲應用於岩體不連續面位態判釋、檢定以及計量化岩石不連續面間距及延續度方法,可供更精準且高效率的工程地質調查之應用。
Geometry of a discontinuity is the key entry to the mechanical properties of rock mass. It also provides important information related to the engineering parameters and design and analysis for rock mass engineering. International Society for Rock Mechanics (ISRM) suggested methods for rock characterization wherein the spacing and trace length of rock discontinuities play the important roles on size and mechanical behavior of rock, also are the indicator of rock mass strength. The traditional outcrop survey for discontinuity is accurate but time-consuming, and the spacing and trace length are measured with density range that is hard to quantized for using. In recent years, ground-based LiDAR is used for geological survey and geotechnical engineering because it provides high precision, high density and three-dimensional coordinates information.
This study, with using the point clouds form ground-based LiDAR, determining the attitude of rock discontinuities with hypothesis test method. Then, according to the survey methods ISRM suggested, we do the scan line on the slope outcrop and propose the method for using the point clouds form ground-based LiDAR to quantify the spacing and trace length of rock discontinuities with hypothesis test method. In this study, the site is in eastern Taiwan named Tian-xiang. We use this outcrop for example to display the application of the point clouds form ground-based LiDAR for determine the attitude, spacing and trace length of rock discontinuities with associated hypothesis test method. By this way, it can provide more precise and high efficient application for engineering geological survey.
致謝 ii
摘 要 i
ABSTRACT ii
目錄 iii
表目錄 v
圖目錄 vi
第一章 緒論 1
1.1研究背景與目的 1
1.2研究方法 2
1.3本文內容 4
第二章 文獻回顧 5
2.1 不連續面描述與評估 5
2.1.1不連續面間距及描述 5
2.1.2不連續面延續性描述 7
2.2地面光達及其在工程地質調查之應用 7
2.2.1地面光達簡介 7
2.2.2地面光達在工程地質與大地工程的應用 8
第三章 地面光達測繪露頭作業與點雲不連續面位態判釋 17
3.1 研究區域 18
3.2現地掃瞄資料 19
3.3點雲資料處理與不連續面位態統計檢定 22
3.3.1點雲擷取與前處理 22
3.3.2不連續面位態統計檢定程序 23
3.3.3不連續面位態表示法之轉換 26
3.3.4 不連續面位態統計檢定案例 27
第四章 點雲量化不連續面間距和延續度分析及檢定方法 45
4.1 點雲量化不連續面間距及延續度方法建立 45
4.1.1地面光達點雲量化不連續面間距方法 45
4.1.2 地面光達點雲量化延續度方法 47
4.1.3不連續面間距統計檢定 48
4.2案例測試 50
4.2.1點雲分析量化不連續面間距 51
4.2.2點雲量化延續度 52
4.3 討論 54
4.3.1 現地量測與點雲分析間距結果 54
4.3.2 現地量測與點雲分析延續度結果 55
第五章 結論與建議 88
5.1結論 88
5.2建議 89
參考文獻 90
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[26] 楊濟豪、曹孟真、詹尚書、李亮瑩、王泰典、許字傑、柯承宏、阮英彥,地面光 達應用於露頭不連續面調查與岩體工程特性評估探討,中華水土保持學報, 2013。
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