岩土力学 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (10): 2887-2897.doi: 10.16285/j.rsm.2021.2041

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

基于Hough检测的节理岩体迹线信息快速识别 方法与应用研究

王培涛1, 2, 3，刘智超1, 3，马驰1, 3，彭阿晓1, 3，任奋华1, 3，蔡美峰1, 3   

  1. 1. 北京科技大学 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083； 2. 北京低碳清洁能源研究院 煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室，北京 100011；3. 北京科技大学 土木与资源工程学院，北京 100083
  • 收稿日期:2021-12-06 修回日期:2022-06-16 出版日期:2022-10-19 发布日期:2022-10-18
  • 作者简介:王培涛，男，1987年生，博士，副教授，硕士生导师，主要从事矿山岩石力学方面的教学研究工作。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划项目（No. 2021YFC2900500，No. 2021YFC3001302）；国家自然科学基金（No. 52074020）；煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室2019年开放基金课题（No. WPUKFJJ2019-06）；北京科技大学青年教师学科交叉研究项目（中央高校基本科研业务费专项资金）资助项目(No. FRF-IDRY-21-001)。

Investigation of fast identification of joint traces information of rock mass based on Hough detection method and its application

WANG Pei-tao1, 2, 3, LIU Zhi-chao1, 3, MA Chi1, 3, PENG A-xiao1, 3, REN Fen-hua1, 3, CAI Mei-feng1, 3   

  1. 1. Key Laboratory of Ministry of Education for Efficient Mining and Safety of Metal Mine, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China; 2. State Key Laboratory of Water Resource Protection and Utilization in Coal Mining, National Institute of Clean and Low Carbon Energy, Beijing 100011, China; 3. School of Civil and Resources Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China
  • Received:2021-12-06 Revised:2022-06-16 Online:2022-10-19 Published:2022-10-18
  • Supported by:
    This work was supported by the National Key R&D Program of China (2021YFC2900500, 2021YFC3001302), the National Natural Science Foundation of China (52074020), the Open Fund of State Key Laboratory of Water Resource Protection and Utilization in Coal Mining (WPUKFJJ2019-06) and the Interdisciplinary Research Project for Young Teachers of USTB (Fundamental Research Funds for the Central Universities) (FRF-IDRY-21-001).

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摘要： 工程岩体中结构面的存在直接影响其强度与变形特征及破坏模式，结构面分布信息调查和产状分析是开展工程岩体稳定性评价的基础。针对岩体光滑揭露面的节理分布，提出了一种基于Hough 检测原理的节理岩体表面迹线信息快速识别方法。该方法主要通过图像边缘检测获得迹线图后进行自动识别迹线，实现了节理迹线的产状信息识别。研究结果表明，该方法能够有效地实现不同左/右倾、交叉直线图像的信息识别；以离散节理网络模型和工程岩体实例为对象进行算法分析对比，有效地识别出主要节理迹线的产状分布信息，探讨了Hough 检测关键参数k值的敏感性，验证了 Hough 检测方法在节理岩体迹线信息识别的可行性。提出的 Hough 检测方法能够为岩体节理迹线识别和信息分析提供一种新的工程应用方法。

关键词: 岩石力学, 岩石节理, Hough检测, 迹线识别, 产状分析

Abstract: The discontinuities in rock mass could directly affect the strength, deformation and fracture patterns. Investigation of the distribution information and the orientation of discontinuities in jointed rock mass is the fundamental part for rock engineering. This paper proposed a fast identification and analysis method of joint traces information based on the Hough detection method. The orientation information of the joint traces could be automatically recognized and analyzed based on the image edge detection of rock mass image. The research results show the feasibility of the proposed method when detecting the left-inclined, right-inclined lines and crossing straight lines. Extraction of the joint traces of discrete fracture network model and in-situ case were analyzed and compared. The information of orientation and dip angle of the joint traces was effectively identified. The feasibility of the proposed method in identifying the joint traces was discussed by analyzing the sensibility of the identifying parameter of k. The proposed Hough detection method could provide a novel application method for the identification of joint traces information of rock mass.

Key words: rock mechanics, rock joints, Hough detection, trace recognition, orientation identification

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