[1]王少伟,陈焕杰,罗滔,等.基于三维点云的地下厂房爆破面残孔识别方法及应用[J].水利与建筑工程学报,2025,(06):56-62.[doi:10.3969/j.issn.1672-1144.2025.06.008]
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基于三维点云的地下厂房爆破面残孔识别方法及应用()

《水利与建筑工程学报》[ISSN:1672-1144/CN:61-1404/TV]

卷:
期数:
2025年06期
页码:
56-62
栏目:
出版日期:
2025-12-31

文章信息/Info

作者:
王少伟1; 陈焕杰2; 罗滔2; 傅少君3
1．中国水利水电第五工程局有限公司，四川成都610200；2．西北农林科技大学水利与建筑工程学院，陕西杨凌712100；3．武汉大学土木建筑工程学院，湖北武汉430072
关键词:
地下厂房开挖; 三维点云; 爆破效果; 残孔识别; 残孔率计算
分类号:
ＴＶ54
DOI:
10.3969/j.issn.1672-1144.2025.06.008
文献标志码:
A
摘要:
残孔率是评价地下厂房爆破效果的重要指标之一，以某水电站地下厂房边墙的爆破开挖效果评价工作为依托，提出了一种基于三维点云的爆破面残孔识别与评价方法。首先，形成了运用手持式三维扫描仪获取区域爆破面三维点云数据方法；随后，基于三维点云处理软件ＣｌｏｕｄＣｏｍｐａｒｅ实现了点云数据的精简预处理，通过对比选择对点云的空间信息保留完整度及减量化程度最优的降采样方法；最后，基于ＲＡＮＳＡＣ算法实现了点云中圆柱形炮孔痕迹拟合识别，进而计算爆破面残孔率。结果表明：该方法获取三维点云数据便捷高效，采用空间降采样方法可在完整保留原始点云空间信息的前提下有效降低数据量，基于三维点云的区域爆破面残孔率计算结果较人工测量所得相差仅为0．33％～2．55％，显著减少人工测量工作量的同时有效避免了人为测量误差。研究成果可为类似爆破开挖工程的爆破参数设计和爆破效果评价提供参考。

参考文献/References:

［1］　ＬｉＢｉａｏ，ＸｕＮｕｗｅｎ，ＤａｉＦｅｎｇ，ｅｔａｌ．Ｍｉｃｒｏｓｅｉｓｍｉｃｍｏ-ｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｔｈｅｌａｒｇｅ-ｓｃａｌｅｕｎｄｅｒ-ｇｒｏｕｎｄｃａｖｅｒｎｓａｔｔｈｅＷｕｄｏｎｇｄｅｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＢｕｌｌｅｔｉｎｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙａｎｄｔｈｅＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，2020，79（7）：3559-3573．
［2］　樊启祥，陆佑楣，周绍武，等．金沙江水电工程智能建造技术体系研究与实践［Ｊ］．水利学报，2019，50（3）：294-304．
［3］　ＨｕａｎｇＸｉａｎｇ，ＸｕＤｉｎｇｐｉｎｇ，ＣｈｅｎＤｏｎｇｆａｎｇ，ｅｔａｌ．Ｄａｍａｇｅａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈ-ｓｔｒｅｓｓｂｒｉｔｔｌｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｍａｓｓｅｓｉｎａｄｅｅｐｌａｒｇｅ-ｓｐａｎｈｉｇｈ-ｓｉｄｅｗａｌｌｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｃａｖｅｒｎ：Ｉｎｓｉｔｕｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＦａｉｌｕｒｅＡｎａｌｙｓｉｓ，2024，161：108273．
［4］　ＹｕａｎＦｅｉ，ＳｈｉＡｎｃｈｉ，ＺｈｏｕＪｉａｗｅｎ，ｅｔａｌ．ＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｆａｉｌｕｒｅａｎａｌｙｓｅｓｏｆｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｍａｓｓｗｉｔｈａｎｉｎｔｅｒｌａｙｅｒｓｈｅａｒｚｏｎｅｉｎｔｈｅＢａｉｈｅｔａｎｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｐｏｗｅｒ-ｈｏｕｓｅ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，2021，2021：2988998．
［5］　ＨｅＢｅｎｇｕｏ，ＭｅｎｇＸｉａｎｇｒｕｉ，ＦｅｎｇＸｉａｔｉｎｇ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｐｒｉｎｃｉｐａｌｓｔｒｅｓｓｏｎｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ-ｔｉｃｓｏｆａｎｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｐｏｗｅｒｈｏｕｓｅ［Ｊ］．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅ-ｏｌｏｇｙ，2022，311：106914．
［6］　ＬｉＡｎｇ，ＬｉｕＹｉ，ＤａｉＦｅｎｇ，ｅｔａｌ．Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｃｈａ-ｎｉｓｍｓｏｆｓｉｄｅｗａｌｌｉｎｌａｙｅｒｅｄｒｏｃｋｓｔｒａｔａｄｉｐｐｉｎｇｓｔｅｅｐｌｙａ-ｇａｉｎｓｔｔｈｅｉｎｎｅｒｓｐａｃｅｏｆｌａｒｇｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｐｏｗｅｒｈｏｕｓｅｃａｖｅｒｎ［Ｊ］．ＴｕｎｎｅｌｌｉｎｇａｎｄＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＳｐａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏ-ｇｙＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇＴｒｅｎｃｈｌｅｓｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈ，2022，120：104305．
［7］　王仁坤，邢万波，杨云浩．水电站地下厂房超大洞室群建设技术综述［Ｊ］．水力发电学报，2016，35（8）：1-11．
［8］　肖　明．地下洞室施工开挖三维动态过程数值模拟分析［Ｊ］．岩土工程学报，2000，22（4）：421-425．
［9］　杨玉银，郝利军，杨仕杰，等．硬梁包水电站地下厂房顶拱开挖光面爆破试验［Ｊ］．工程爆破，2022，28（3）：64-69．
［10］　赵　强，王　涛．一种三维激光扫描技术隧道整体变形分析方法［Ｊ］．测绘科学，2021，46（2）：99-105．
［11］　谢超群，李启月，刘玉丰，等．基于ＳＶＲ的隧道掘进光面爆破效果预测模型［Ｊ］．矿冶工程，2022，42（02）：28-31．
［12］　陈庆凯，孙俊鹏，李松鹏，等．基于高速摄影的露天矿山爆破效果评价［Ｊ］．爆破，2012，29（3）：31-34．
［13］　薛　斌，徐恒阳，魏快快，等．新型光面爆破技术在边坡开挖中的应用［Ｊ］．矿冶工程，2024，44（6）：28-31．
［14］　王子琛，李祥龙，王惠芬，等．基于正交设计模拟实验的预裂爆破参数优化方法研究［Ｊ］．有色金属工程，2021，11（5）：96-101．
［15］　谢　博，施富强，赵建才，等．爆破岩块自动识别与块度特征提取方法［Ｊ］．爆破，2019，36（3）：43-49．
［16］　ＷａｎｇＭｅｎｇ，ＺｈｏｕＪｉａｗｅｎ，ＣｈｅｎＪｕｎｌｉｎ，ｅｔａｌ．Ａｕｔｏ-ｍａｔｉｃｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｒｏｃｋｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙａ-ｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｕｎｎｅｌｒｏｃｋｂｌｏｃｋｓｕｓｉｎｇｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌｌａｓｅｒｓｃａｎ-ｎｉｎｇ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，2023，15（7）：1810-1825．
［17］　李徐然，施富强，廖学燕，等．基于三维点云的光爆半孔率数字化检测技术［Ｊ］．工程爆破，2018，24（5）：45-49．
［18］　ＪｉａｎｇＱｕａｎ，ＳｈｉＹｉｎｇｅｎ，ＹａｎＦｅｉ，ｅｔａｌ．Ｒｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｕｎｎｅｌｓｐａｔｉｏｔｅｍｐｏｒａｌｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎ3Ｄｌａｓｅｒｓｃａｎｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｉｎｓｔａｂｉｌ-ｉｔｙｗａｒｎｉｎｇ［Ｊ］．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＦａｉｌｕｒｅＡｎａｌｙｓｉｓ，2021，125：105391．
［19］　齐成龙．基于三维激光扫描的矿山法隧道超欠挖及平整度智能化检测［Ｊ］．铁路技术创新，2024（2）：99-105．
［20］　ＴａｂｉｂＡＲ，ＪａｄｈａｖＶＹ，ＴｅｇｇｉｎｋｅｒｉＳ，ｅｔａｌ．Ｌｅａｒｎｉｎｇ-ｂａｓｅｄｈｏｌｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｎ3Ｄｐｏｉｎｔｃｌｏｕｄｔｏｗａｒｄｓｈｏｌｅｆｉｌｌｉｎｇ［Ｊ］．ＰｒｏｃｅｄｉａＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，2020，171：475-482．

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[1]杨成龙,缑慧娟.基于无人机倾斜摄影技术和三维点云技术的碎裂松动岩体结构面识别研究[J].水利与建筑工程学报,2024,(05):24.[doi:10.3969/j.issn.1672-1144.2024.05.004]

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2025-06-21　　　　　修稿日期：2025-08-05
基金项目：陕西省教育厅专项科研计划项目（19ＪＫ0913）；中国水利水电第五工程局有限公司科研项目（2022-05-009）；陕西省教育厅青年创新团队项目（24ＪＰ197）
作者简介：王少伟（1988—），男，工程师，主要从事水利水电工程方面的研究工作。Ｅ-ｍａｉｌ：347706736＠ｑｑ．ｃｏｍ
通讯作者：罗　滔（1987—），男，博士，副教授，主要从事水工结构安全与耐久性等方面研究工作。Ｅ-ｍａｉ
更新日期/Last Update: 1900-01-01