基于計算機圖像處理技術的松散砂性土微觀結構定量分析方法
摘要：土體微觀結構是土體宏觀力學機制的反映,深入研究土體微觀結構對正確評價土體工程性質具有重要的指導意義.針對松散砂性土的微觀結構量化研究中存在的難題,提出了一整套樣品制備方法和試驗方法,基于數字圖像處理技術,對土樣的掃描電子顯微鏡圖像(scanning electron microscope,SEM)進行了定量分析,并通過自主開發的程序實現了土樣微觀結構量化指標的快速獲取和全自動處理.采用該方法能對松散的砂性土制備出符合掃描電鏡觀測要求并同時保持原始結構不受擾動的試樣,開發的程序能對土樣的SEM圖像進行去除多余信息、二值化、去噪、參數統計等預處理步驟,快速獲取顆粒個數、面積、形態比、表觀孔隙率、分形維數等微觀結構量化指標.借助統計學方法,對一些關鍵量化指標的分布特征進行了分析和探討.研究結果表明,計算機圖像處理技術可以高效識別土體的顆粒和孔隙形態,進行土體微觀結構參數的精確提取,從而為土體微觀結構的定量分析提供了有效的途徑.
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