實(shí)驗(yàn)一：極射赤平投影原理及應(yīng)用1

1、安全工程學(xué)院安全工程學(xué)院: :劉德民劉德民電電 話：話：1348365637213483656372E-mail: LE-mail: L辦公地點(diǎn)辦公地點(diǎn): :安科樓四樓安科樓四樓401401主要內(nèi)容0、實(shí)驗(yàn)概述、實(shí)驗(yàn)概述1、極射赤平投影的概念、極射赤平投影的概念2、極射赤平投影的基本要素、極射赤平投影的基本要素 3、極射赤平投影的原理、極射赤平投影的原理 4、極射赤平投影的方法、極射赤平投影的方法5、投影網(wǎng)、投影網(wǎng) 吳爾福網(wǎng)吳爾福網(wǎng)6、赤平投影在構(gòu)造地質(zhì)中的應(yīng)用、赤平投影在構(gòu)造地質(zhì)中的應(yīng)用0、實(shí)驗(yàn)概述、實(shí)驗(yàn)概述一、實(shí)驗(yàn)的目的與要求一、實(shí)驗(yàn)的目的與要求 1、了解赤平投影的原理；、了解赤平投影的原

2、理； 2、掌握平面、直線和平面法線等的投影方法；、掌握平面、直線和平面法線等的投影方法； 3、掌握赤平投影在構(gòu)造地質(zhì)學(xué)分析中的一般應(yīng)用及方法。、掌握赤平投影在構(gòu)造地質(zhì)學(xué)分析中的一般應(yīng)用及方法。二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理 任何一個(gè)過球心的無限伸展的平面（巖層面、斷層面、節(jié)理面或任何一個(gè)過球心的無限伸展的平面（巖層面、斷層面、節(jié)理面或軸面等）和線，必然與球面相交成球面大圓和點(diǎn)。球面大圓與極射點(diǎn)軸面等）和線，必然與球面相交成球面大圓和點(diǎn)。球面大圓與極射點(diǎn)的連線必然穿過赤平面，在赤平面上這些穿透點(diǎn)的連線即為該平面的的連線必然穿過赤平面，在赤平面上這些穿透點(diǎn)的連線即為該平面的相應(yīng)大圓的赤平投影。相應(yīng)大圓的

3、赤平投影。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 吳氏網(wǎng)、透明紙、吳氏網(wǎng)、透明紙、H鉛筆等。鉛筆等。四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟 1、聽老師講解極射赤平投影原理及使用方法；、聽老師講解極射赤平投影原理及使用方法； 2、練習(xí)平面、直線和平面法線等的投影方法；、練習(xí)平面、直線和平面法線等的投影方法； 3、利用吳氏網(wǎng)求解給定的投影及地質(zhì)問題。、利用吳氏網(wǎng)求解給定的投影及地質(zhì)問題。1、極射赤平投影的概念、極射赤平投影的概念 1.1 極射赤平投影極射赤平投影(Strerographic projection) 極射赤平投影簡(jiǎn)稱赤平投影，它主要用來表示線和面極射赤平投影簡(jiǎn)稱赤平投影，它主要用來表示線和面的方向、相互間的角距

4、關(guān)系及其運(yùn)動(dòng)軌跡，把物體三維空的方向、相互間的角距關(guān)系及其運(yùn)動(dòng)軌跡，把物體三維空間的幾何要素間的幾何要素(線、面線、面)反映在投影平面上進(jìn)行研究處理。反映在投影平面上進(jìn)行研究處理。 它是研究地質(zhì)構(gòu)造的一種有效手段，能過解決它是研究地質(zhì)構(gòu)造的一種有效手段，能過解決地質(zhì)構(gòu)地質(zhì)構(gòu)造的幾何形態(tài)和應(yīng)力分析造的幾何形態(tài)和應(yīng)力分析等方面的許多實(shí)際問屬等方面的許多實(shí)際問屬2、極射赤平投影的基本要素、極射赤平投影的基本要素 極射赤平投影是以圓球體作為投影工具，其進(jìn)行投影極射赤平投影是以圓球體作為投影工具，其進(jìn)行投影的各個(gè)組成部分稱為投影要素，包括：的各個(gè)組成部分稱為投影要素，包括： （1）投影球投影球(投射球投

5、射球) 以任意長為半徑作成的球，投以任意長為半徑作成的球，投影球表面稱為球面；影球表面稱為球面； 2、極射赤平投影的基本要素、極射赤平投影的基本要素 （2）赤平面赤平面過投影球球心的水平面，即赤平投影面；過投影球球心的水平面，即赤平投影面； （3）基圓基圓赤平面與投影球面相交的大圓赤平面與投影球面相交的大圓(PDFB)，或稱赤平大圓，圓內(nèi)標(biāo)有東西和南北直徑線；或稱赤平大圓，圓內(nèi)標(biāo)有東西和南北直徑線；2、極射赤平投影的基本要素、極射赤平投影的基本要素 （4）極射點(diǎn)極射點(diǎn)球上、下兩極的發(fā)射點(diǎn)，由上極射點(diǎn)把球上、下兩極的發(fā)射點(diǎn)，由上極射點(diǎn)把下半球的幾何要素投影到赤平面上的投影稱下半球的幾何要素投影到

6、赤平面上的投影稱下半球投影下半球投影，反之以下極射點(diǎn)把上半球的幾何要素投影到赤平面上的投反之以下極射點(diǎn)把上半球的幾何要素投影到赤平面上的投影稱為上半球投影。影稱為上半球投影。3、極射赤平投影原理、極射赤平投影原理 任何一個(gè)過球心的無限伸展的平面（巖層面、斷層面、任何一個(gè)過球心的無限伸展的平面（巖層面、斷層面、節(jié)理面或軸面等）和線，必然與球面相交成球面大圓和點(diǎn)。節(jié)理面或軸面等）和線，必然與球面相交成球面大圓和點(diǎn)。 球面大圓與極射點(diǎn)的連線必然穿過赤平面，在赤平面球面大圓與極射點(diǎn)的連線必然穿過赤平面，在赤平面上這些穿透點(diǎn)的連線即為該平面的相應(yīng)大圓的赤平投影，上這些穿透點(diǎn)的連線即為該平面的相應(yīng)大圓的赤

7、平投影，簡(jiǎn)稱大圓弧。簡(jiǎn)稱大圓弧。4、極射赤平投影的方法、極射赤平投影的方法 (1)平面的投影方法平面的投影方法 平面平面(PGF)產(chǎn)狀產(chǎn)狀:SN/90 40,投影到赤平面上為投影到赤平面上為PHF。PF代表走向，代表走向，OH代表傾向，代表傾向，DH代表傾角。代表傾角。4、極射赤平投影的方法、極射赤平投影的方法 (2)線的投影線的投影 直線直線(OG)產(chǎn)狀：產(chǎn)狀：90 40,投影到赤平面上為投影到赤平面上為H點(diǎn)。點(diǎn)。OD為直線的傾伏向，為直線的傾伏向，HD為傾伏角。為傾伏角。5、投影網(wǎng)投影網(wǎng) 吳爾福網(wǎng)吳爾福網(wǎng) 5.1、吳氏網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及成圖原理、吳氏網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及成圖原理 吳氏網(wǎng)的結(jié)構(gòu)：基圓、徑向大圓

8、弧、緯向小圓弧、東西、南吳氏網(wǎng)的結(jié)構(gòu)：基圓、徑向大圓弧、緯向小圓弧、東西、南北經(jīng)緯線，間距北經(jīng)緯線，間距2，誤差，誤差0.5。 （1）、）、基圓基圓：赤平大圓，代表水平面，：赤平大圓，代表水平面，0-360方位角刻方位角刻度。度。 （2）、）、兩條直徑兩條直徑：EW，SN。 （3）、）、經(jīng)向大圓弧經(jīng)向大圓?。河梢幌盗凶呦颍河梢幌盗凶呦騍N的，向東或西傾斜，的，向東或西傾斜，傾角不同（傾角不同（0-90），間隔），間隔2的投影大圓弧（代表傾斜平面）的投影大圓?。ù韮A斜平面）組成。組成。 （4）、）、緯向小圓緯向小圓：為一系列走向東西、直立小圓的投影小圓：為一系列走向東西、直立小圓的投影小圓弧組

9、成。他們將弧組成。他們將SN直徑、經(jīng)向大圓和基圓等分，每小格為直徑、經(jīng)向大圓和基圓等分，每小格為2 5、投影網(wǎng)投影網(wǎng) 吳爾福網(wǎng)吳爾福網(wǎng) 5.2、一般操作步驟、一般操作步驟 預(yù)備階段預(yù)備階段 將透明紙蒙在吳氏網(wǎng)上，將透明紙蒙在吳氏網(wǎng)上， 畫出基圓畫出基圓 畫畫“+”中心中心 標(biāo)出標(biāo)出E、S、W、N方位（順鐘向）。方位（順鐘向）。5、投影網(wǎng)投影網(wǎng) 吳爾福網(wǎng)吳爾福網(wǎng) （1）平面的赤平投影）平面的赤平投影 投影步驟投影步驟(口訣口訣): A、基圓順鐘找傾向；、基圓順鐘找傾向； B、東西直徑數(shù)傾角（由圓周向圓心數(shù)）；、東西直徑數(shù)傾角（由圓周向圓心數(shù)）； C、徑向圓弧擬平面；、徑向圓弧擬平面； D、復(fù)原歸

10、位定投影。、復(fù)原歸位定投影。 例例1： 平面產(chǎn)狀平面產(chǎn)狀 12030投影投影 操作如下。操作如下。5、投影網(wǎng)投影網(wǎng) 吳爾福網(wǎng)吳爾福網(wǎng) 5、投影網(wǎng)投影網(wǎng) 吳爾福網(wǎng)吳爾福網(wǎng) （2）直線的赤平投影）直線的赤平投影 步驟同步驟同1、2即可。即可。 例例2：線理產(chǎn)狀：線理產(chǎn)狀 33040投影如下。投影如下。 5、投影網(wǎng)投影網(wǎng) 吳爾福網(wǎng)吳爾福網(wǎng) （3） 法線的投影法線的投影 關(guān)鍵：法線和平面垂直，傾向相反（關(guān)鍵：法線和平面垂直，傾向相反（90），傾角互余。），傾角互余。 例例3: 產(chǎn)狀為產(chǎn)狀為90 40 平面的法線投影。平面的法線投影。 5、投影網(wǎng)投影網(wǎng) 吳爾福網(wǎng)吳爾福網(wǎng) （4）已知真傾角求視傾角）已知真傾角求視傾角5、投影網(wǎng)投影網(wǎng) 吳爾福網(wǎng)吳爾福網(wǎng) （4）已知真傾角求視傾角）已知真傾角求視傾角 5、投影網(wǎng)投影網(wǎng) 吳爾福網(wǎng)吳爾福網(wǎng) HOS1S2S15、投影網(wǎng)投影網(wǎng) 吳爾福網(wǎng)吳爾福網(wǎng) 5、投影網(wǎng)投影網(wǎng) 吳爾福網(wǎng)吳爾福網(wǎng) 3744實(shí)驗(yàn)課實(shí)驗(yàn)課1 極射赤平投影原理極射赤平投影原理 四、作業(yè)：四、作業(yè)： （1）投影直線：）投影直線：33040、 2503