第1章緒論 ……………………………………………………………… 1

國內外研究現狀………………………………………3

1.1.1 溶洞精細化探測及形態表征方面……………………… 3

1.1.2 溶洞對隧道圍巖穩定性影響方面……………………… 6

1.1.3 溶洞與隧道安全距離研究方面 …………………………… 10 

1.2 技術內容、研究現狀與發展趨勢 ………………………………… 11

1.2.1 技術內容 ……………………………………………………11 

1.2.2 研究現狀…………………………………………………… 13 

1.2.3 發展趨勢 ……………………………………………………14

第2章泉域地層巖溶發育機制與特征研究 …………………………15

2.1 區域地質水文特征研究 …………………………………………… 16

2.1.1 區域地質特征 …………………………………………… 16 

2.1.2 區域水文特征 ………………………………………… 18 

2.1.3 典型泉水成因 ……………………………………………… 20 

2.2 巖溶發育機制及模式 …………………………………………… 21

2.2.1 巖溶發育機制……………………………………………… 21 

2.2.2 巖溶發育模式 ……………………………………………… 22 

2.3 巖溶發育特征研究 ………………………………………………… 27

2.3.1 溶洞規模大小……………………………………………… 27

2.3.2 溶洞充填類型 ……………………………………………… 28 

2.3.3 溶洞發育高程統計 ………………………………………… 28 

2.3.4 溶洞與地鐵隧道空間位置關系 …………………………… 29

第常復雜形態溶洞激光測量與重構方法…………………………… 31 

3.1 復雜形態溶洞激光定量化探測現狀 ……………………………… 31

3.1.1 干溶洞三維激光定量探測 ………………………………… 31 

3.1.2 充水溶洞三維激光探測 …………………………………… 32 

3.2 充水溶洞多波長激光衰減特性試驗系統 ………………………… 33

3.2.1 多波長激光發射模組 ……………………………………… 33 

3.2.2 溶洞水環境模擬模塊 ……………………………………… 35 

3.2.3 水質渾濁度及激光衰減性測量模塊……………………… 35 

3.3 試驗結果與優化選型方案 ………………………………………… 37

3.3.1 激光衰減系數 ……………………………………………… 37 

3.3.2 同一波長、不同溶解介質下激光衰減規律 ……………… 38

3.3.3 同一介質、不同激光波長下激光衰減規律 …………… 40

3.3.4 不同功率激光衰減規律 …………………………………… 46 

3.3.5 激光最大探測距優化方案 ………………………………… 48 

3.4 復雜形態溶洞精細化重構方法 …………………………………… 50

3.4.1 溶洞激光自動掃描系統 …………………………………… 50 

3.4.2 復雜形態溶洞點云坐標求解 ……………………………… 52

第4章雜形態溶洞模型數值計算與定量化表征方法……………56

4.1 基于 Geomagic-Comsol耦合的復雜形態溶洞穩定性分析 …… 57

4.1.1 不規則溶洞幾何模型構建思路 …………………………… 57 

4.1.2 復雜形態溶洞 Geomagic 點云降噪與模型重構 ………… 58 

4.1.3 復雜形態溶洞 Geomagic-Comsol耦合數值模型接口…… 63 

4.2 簡化模型與復雜形態溶洞力學性能分析 ………………………… 65

4.2.1 溶洞模型幾何形態分類 …………………………………… 65