[发明专利]地质结构面产状测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及地质勘察测量方法，尤其是涉及地质结构面产状测量方法。

背景技术

地质结构面产状包括三个要素：走向、倾向和倾角。走向是地质对象层面与水平面交线的延伸方向。倾向是地质对象面上的倾斜线在水平面上的投影所指方向。倾角是倾斜线与水平面的夹角。

传统的地质结构面产状测量是使用机械式地质罗盘仪，传统的地质罗盘仪测量方式为接触式测量，受矿物磁性干扰大，对于复杂条件下的地质结构面，如悬崖峭壁、河流阻塞、矿山高空结构顶板，测量人员难以直接接触测量，采用结构面虚拟延展的方法，受测量距离因素的影响严重，难以避免测量值与客观真值之间的较大偏差。

为克服机械式地质罗盘仪接触式测量的局限性，William C.Haneberg应用数字近景摄影测量技术建立了岩质边坡三维模型并进行了地质结构面测图工作，刘子侠开展了基于数字近景摄影测量的岩体结构面信息快速采集的应用研究，张文提出了基于三维激光扫描技术的岩体结构信息化处理方法并开展了工程应用，S.Slob研究了基于三维激光扫描技术测量岩体结构面的方法，Berger 等利用SPOT 卫星立体像对进行了地表地层产状提取的研究，刘华国等人开展了利用遥感影像技术进行近地表地层产状的提取的研究工作，王彪将GPS技术应用到近水平地层产状精确测量中，这些技术在测量精度和速度上有了很大提高，但仪器操作过程或复杂，或设备笨重或昂贵，很难进行大规模推广应用。马庆勋根据激光直线传输原理发明了一种地质罗盘仪，但该罗盘仍然是接触式的，难以避免矿物磁性的干扰，且特殊产状结构面没有给予考虑。

发明内容

本发明目的在于提供一种地质结构面产状测量方法。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述的地质结构面产状测量方法，根据现场条件选取非接触式量测方法和接触式手持Android采集设备量测方法；

所述非接触式量测方法按照下述步骤进行：

第一步、根据量测现场情况选择测站安置点；

第二步、将测距仪安置在测站点上；

第三步、将所述采集设备与测距仪进行无线传输连接；

第四步、启动采集设备产状量测界面，旋转测距仪使测量光束射至结构面的三个非共线点A（a₁、a₂、a₃)、B（b₁、b₂、b₃）、C（c₁、c₂、c₃）上，由所述三个非共线点A、B、C构成的待测平面的法向量设为，将测量数据通过无线传输方式传至采集设备，需传输的数据包括：光束的垂直旋转角θi(i=1，2，3)，仰角为正，俯角为负；水平旋转角ψ_j（j=1，2，3）逆时针方向为正，顺时针方向为负，及测量距离lk(k=1，2，3)；

第五步、计算地质结构面的产状，包括：走向γ、倾向β、倾角α；

倾角α：

，

(α∈ [0,90° ])

其中：

倾向β：

其中：

当v>0 时，0 ≤β'<180°；

当v<0 时，180°≤β' ≤ 360°；

当u=0,v=0 时，结构面为水平面；

当w=0 时，结构面与水平面垂直；

式中：u=a₂b₃+a₃c₂+b₂c₃-a₃b₂-a₂c₃-b₃c₂，