Evaluación de la estabilidad de taludes rocosos a partir de nubes de puntos 3D obtenidas con un vehículo aéreo no tripulado

Abstract

En este trabajo se describe una metodología propuesta para la identificación semiautomática de discontinuidades y el posterior análisis cinemático y de estabilidad a través de su aplicación a una trinchera excavada en roca de una línea de ferrocarril. La adquisición de imágenes se ha llevado a cabo mediante un vehículo aéreo no tripulado de seis rotores para su posterior restitución fotogramétrica a través de la técnica digital Structure from Motion (SfM) mediante el programa Agisoft Metashape que proporciona una nube de puntos 3D. A partir de esta nube de puntos, se han identificado cuatro familias de discontinuidades (J1, J2, J3 y J4) que afectan al talud haciendo uso del programa de código abierto Discontinuity Set Extractor (DSE). Finalmente, se han llevado a cabo análisis cinemáticos y de estabilidad de las posibles roturas de bloques a favor de las discontinuidades identificadas en el talud. Los resultados muestran tres potenciales roturas por cuña y una plana que han sido validadas cualitativamente mediante el análisis de la geometría de las nubes de puntos.

In this work, a methodology proposed for the semiautomatic identification of discontinuities and the later kinematic and stability analyses is described through its application to a rocky railway line cutting. Image acquisition has been performed using a six-rotors unmanned aerial vehicle for their subsequent photogrammetric restitution applying of the digital technique Structure from Motion (SfM) by means of the software Agisoft Metashape that provides a 3D point cloud. From this 3D point cloud, four discontinuity sets (J1, J2, J3 and J4) affecting the cutting have been identified using the open source software Discontinuity Set Extractor (DSE). Finally, kinematic and stability analyses of the potential block failures controlled by the discontinuities identified in the cutting. The results show three potential wedge and planar failures that have been qualitatively validated trough the geometric analysis of the 3D point cloud.