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基于数字图像技术的砂土模型试验细观机构参数测量

余荣传  
【摘要】:在岩土力学研究中,模型试验的细观结构参数测量对于把握岩土的力学性质和建立检验土的本构模型都具有十分重要的意义。目前国内外在这方面的研究主要是在Oda提出的切片法的基础上,对砂土横截面图像进行处理和分析,从而获取细观结构参数。这种方法试验操作复杂,无法获取试验过程中的数据,而且也不太符合人们的观察习惯。 本文则尝试基于数字图像处理与分析技术,在砂土模型试验中利用模型箱表面拍取的照片获取砂土细观结构参数。首先对试验操作提出了一系列要求,使得可以通过对图像幅值设立一个适当的阀值来粗略区分砂颗粒与孔隙。然后利用形态学分水岭分割技术,结合图像平滑、区域标记、区域融合等图像预处理与后处理步骤,获取边缘图像,从中提取砂颗粒边缘坐标值及其它相关信息,进而提出一个求解砂土细观结构参数的基本框架,在这个框架下,关于砂颗粒大小形状的参数,关于孔隙大小形状的参数,以及关于砂粒间接触关系的参数都是可求解的。在研究的过程中,我们还编制了相关的软件,本文接着对软件的开发和使用进行了简单的介绍,并在最后基于该软件给出了一个简单的实例。


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