1.一种基于遥感技术的铁路危岩落石三维数值模拟计算方法,其特征在于:包括以下步骤:(ⅰ)获取目标区遥感影像和数字高程数据及工程资料(ⅱ)构建三维空间物理运动分析模型(ⅲ)计算危岩落石三维迁移路径(ⅳ)确定危岩落石防治参数(ⅴ)危岩落石三维模拟成果展示;计算危岩落石三维迁移路径包括破坏状态判定,具体过程如下:首先,根据危岩落石三维飞行路径方程,计算撞击点时的速度值v 撞 ;然后,根据危岩落石尺寸,计算综合受力面积 ;再后,根据单轴抗压强度(R c ),计算危岩落石脆性破坏临界值 ;再后,获取危岩落石与不同坡面类型间相互作用时间(Δt),基于动量定理,当 时,危岩落石发生破坏,对于存在节理裂隙的危岩落石而言,沿着节理裂隙发生脆性破坏,获得n块新危岩落石(n≥2),并根据节理裂隙位置得到新危岩落石的质量m 1 ,m 2 …m n ;对于无节理裂隙的危岩落石而言,沿危岩落石中部破裂面发生脆性破坏,获得2块新危岩落石;最后,落石发生破坏后,新的落石将沿中部破裂面的法向量或节理裂隙的法向量向临空方向运动。
2.根据权利要求1所述的基于遥感技术的铁路危岩落石三维数值模拟计算方法,其特征在于:步骤(ⅰ)获取目标区的高分辨率遥感影像数据和高精度数字高程数据及铁路工程资料后,还要获取坡面及危岩落石参数。
3.根据权利要求2所述的基于遥感技术的铁路危岩落石三维数值模拟计算方法,其特征在于:所述目标区包括危岩落石发育区、危岩落石影响区。
4.根据权利要求2所述的基于遥感技术的铁路危岩落石三维数值模拟计算方法,其特征在于:步骤(ⅱ)对高分辨率遥感影像数据和高精度数字高程数据及铁路工程资料进行预处理,构建三维空间物理运动分析模型。
5.根据权利要求1所述的基于遥感技术的铁路危岩落石三维数值模拟计算方法,其特征在于:步骤(ⅲ)计算危岩落石三维迁移路径,包括以下过程:(a)开始模拟(b)进行飞行/弹跳计算(c)判断危岩落石是否破坏,如果危岩落石已破坏返回步骤(a)继续进行计算;如果危岩落石未发生破坏,继续执行步骤(d);(d)判断危岩落石是否停止,如果危岩落石停止则结束;如果危岩落石未停止,继续执行步骤(e);(e)判断危岩落石是否转为滚动,如果危岩落石未转为滚动返回步骤(a)继续进行计算;如果危岩落石转为滚动,继续执行步骤(f);(f)进行滚动计算(g)判断危岩落石是否停止,如果危岩落石停止则结束;如果危岩落石未停止,继续执行步骤(h);(h)判断危岩落石是否转为飞行,如果危岩落石未转为飞行返回步骤(f)继续进行计算;如果危岩落石转为飞行返回步骤(a)继续进行计算。
6.根据权利要求1所述的基于遥感技术的铁路危岩落石三维数值模拟计算方法,其特征在于:步骤(ⅳ)中危岩落石防治参数包括拦挡工程的防护范围、防护强度和防护高度。
7.根据权利要求6所述的基于遥感技术的铁路危岩落石三维数值模拟计算方法,其特征在于:所述防护范围的确定包括以下步骤:首先,获取步骤(ⅱ)的三维空间物理运动分析模型和步骤(ⅲ)的危岩落石三维迁移路径;然后,确定危岩落石运动轨迹与铁路工程的空间关系;最后,确定铁路的防护范围,从而对危岩落石进行拦截。
8.根据权利要求6所述的基于遥感技术的铁路危岩落石三维数值模拟计算方法,其特征在于:所述防护强度的确定包括以下步骤:首先,获得危岩落石三维迁移路径方程;然后,求得不同轨迹点处危岩落石的运动速度;最后,通过动能定理求得冲击能量,冲击能量用于确定拦挡工程的防护强度,防护强度大于冲击能量。
9.根据权利要求6所述的基于遥感技术的铁路危岩落石三维数值模拟计算方法,其特征在于:所述防护高度的确定包括以下步骤:首先,获取的三维空间物理运动分析模型;然后,利用GIS技术计算危岩落石三维迁移路径的轨迹点与所在单元格之间的垂向高度差,获取危岩落石弹跳高度,最后,确定拦挡工程的防护高度,防护高度高于危岩落石弹跳高度。
10.根据权利要求1所述的基于遥感技术的铁路危岩落石三维数值模拟计算方法,其特征在于:步骤(ⅴ)危岩落石三维模拟成果展示,包括危岩落石迁移路径三维可视化展示;冲击能量、速度、弹跳高度值颜色拉伸展示;三维运动轨迹动态展示。