1.一种三维激光扫描地下工程相似材料模拟试验表层变形方法,其特征在于:采用五点标志控制点法,这五个点作为点云匹配基准,确定扫描参数后利用三维激光扫描开挖前后的地下工程,得到相似材料模拟试验表层点云变形的数据,该数据经处理、建模后,进行可视化处理,生成可视化云图;
所述利用三维激光扫描开挖前的地下工程为开挖前对模型进行第一次扫描,获取初始点云数据作为基准数据,然后进行开挖;
所述五点标志控制点法为在试验台两侧的左右的立柱上各贴两个靶纸作为基准点;在试验台下面的承重台钢板上贴一个靶纸作为基准点,共五个标志控制点作为点云匹配基准;每次观测都通过该五个标志控制点进行配准。
2.如权利要求1所述的三维激光扫描地下工程相似材料模拟试验表层变形方法,其特征在于:所述靶纸为10cm*10cm的方形靶纸。
3.如权利要求1所述的三维激光扫描地下工程相似材料模拟试验表层变形方法,其特征在于:所述确定扫描参数步骤为在地下工程开挖前,利用三维激光扫描两次,对比扫描结果,确定扫描参数。
4.如权利要求1所述的三维激光扫描地下工程相似材料模拟试验表层变形方法,其特征在于:所述利用三维激光扫描开挖后的地下工程为边开挖边扫描,分为四步:第一步,开挖左侧上台阶并及时添加初期支护,静置20分钟待模型稳定后进行扫描;第二步,开挖左侧下台阶并及时添加初期支护,静置20分钟待模型稳定后进行扫描;第三步,开挖右侧上台阶并及时添加初期支护,静置20分钟待模型稳定后进行扫描;第四次,开挖右侧下台阶并及时添加初期支护,静置20分钟待模型稳定后进行扫描,此时右导坑开挖完成后隧道已经开挖完毕,待隧道沉降稳定后再进行一次扫描。
5.如权利要求4所述的三维激光扫描地下工程相似材料模拟试验表层变形方法,其特征在于:开挖过程中使用小型挖土器将土体分层刮去,若出现掉块、剥落或者坍塌现象,将掉落的土体清除再继续开挖,开挖完成后及时添加支护。
6.如权利要求1所述的三维激光扫描地下工程相似材料模拟试验表层变形方法,其特征在于:所述数据处理、建模流程为:(1)点云的降噪、精简、格式转换:对于扫描过程中出现的非试验模型数据进行剔除,达到降噪精简数据的目的,并把精简降噪好的数据转变为.pts格式存储;
(2)坐标系匹配:利用五点标志控制点,通过3DReshaper中RPS配准功能,将不同期点云分别和工程开挖前的基准点云配准至同一坐标系;
(3)实体建模:为了减小两期点云数据间由于空隙而导致的误差,将固定参考的点云进行单元连接格网处理,然后建立实体模型,并进行面层信息的对比检测;
(4)生成点云变形数据卡片,并存储卡片数据。
7.如权利要求1所述的三维激光扫描地下工程相似材料模拟试验表层变形方法,其特征在于:所述可视化处理流程为:(1)对比检测:选中这两期点云文件卡片,利用3DReshaper对比/检测功能,选择3D检测,通过不同点云变形数据确定应该涂色的区域对象,从而实现面层变形的对比检测,对比检测后的变形区域作为渲染区域;
(2)区域渲染:对渲染区域数据进行等级划分,即划分不同渲染等级,生成渲染图;
(3)把渲染图利用3DReshaper软件,生成变形3D可视化云图。