1. 引言
- 背景:文章介绍了岩土填充材料在工程中的应用,并强调了颗粒尺寸分布(PSD)对于确定材料的力学特性,尤其是剪切强度的重要性。
- 传统方法的局限性:指出了传统物理筛分方法在大规模材料处理上的不切实际性,并提出了无人机技术作为一种替代方案。
- 研究目的:探索使用无人机摄影测量技术来表征废石场材料的剪切强度,并研究PSD对剪切强度的影响。
2. 岩土填充、堆场和矿山废石场的强度模型
- 剪切强度估计的挑战:讨论了粗颗粒材料剪切强度估计的困难,并介绍了Barton & Kjærnsli (1981)的经验模型(B-K标准)。
- B-K经验非线性模型:详细介绍了B-K模型,包括模型的数学表达式和参数,如等效粗糙度(R)和等效强度(S)。
强度模型参数:
- PSD使用UAV:描述了如何使用无人机技术收集现场数据,包括图像采集和处理,以及如何生成地理参考点云和高分辨率数字地形模型。
- 等效强度(S/σn):讨论了如何基于废石的单轴抗压强度(UCS)值和D50来评估S值。
- 残余摩擦角(φb):介绍了如何通过倾斜测试或直接剪切测试来估计残余摩擦角φb。
- 废石场孔隙率(n)和废石颗粒的等效粗糙度(R):讨论了孔隙率的确定和使用Barton & Kjaernsli的经验方案来确定R值。
- 使用Barton – Kjaernsli标准的实力模型:展示了如何使用B-K标准和平均值的φb和D50来计算剪切强度参数。
3. 结论
- UAV摄影测量技术的应用:总结了使用无人机摄影测量技术来确定粗颗粒材料和废石场的PSD,并结合B-K非线性标准来表征剪切强度的方法。
- 模型输入参数的定义:描述了如何使用现场测绘、无人机摄影测量、倾斜场测定和判断来定义模型的输入参数,并开发了以剪切强度和摩擦角表示的剪切强度评估。
- 技术进步的影响:强调了高性能计算机和图像处理技术的进步对于在没有筛分分析偏差的情况下,对整个岩土填充和废石场进行PSD分析的重要性,这有助于减少输出结果的误差。
文章通过实际数据和分析,展示了无人机摄影测量技术在岩土工程领域的应用潜力,特别是在颗粒尺寸分布和剪切强度评估方面。
参考文献
Arrieta, M. (2022). UAV photogrammetry for particle size distribution (PSD) and rock fill characterization. Conference Paper, October.