基于數(shù)字圖像處理的砂漿錨固體腐蝕形貌特征提取及分形研究.pdf

1、錨桿是一種廣泛應(yīng)用于巖土工程的加固措施，由于環(huán)境中難免存在腐蝕性因素，使得錨桿宏觀力學(xué)性能發(fā)生退化，而砂漿錨桿宏觀力學(xué)性能的變化與微觀結(jié)構(gòu)的變化不無(wú)關(guān)系。微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生了怎樣的變化，如何去衡量這些變化，這是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。本文利用砂漿錨桿腐蝕物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所拍攝的數(shù)字圖像，通過(guò)圖像處理技術(shù)提取了砂漿錨固體拉拔破壞后宏觀及微觀形貌特征，利用分形理論對(duì)這些形貌特征進(jìn)行了定量描述，并建立了分形維數(shù)和砂漿錨桿界面粘接強(qiáng)度之間的關(guān)系。主要工作及

2、成果如下：
　?、偻ㄓ枚喾N方法對(duì)砂漿錨固體腐蝕破壞后宏觀裂縫圖像進(jìn)行了預(yù)處理，選擇最了合適的方法，同時(shí)運(yùn)用形態(tài)學(xué)處理方法對(duì)圖像孤立的點(diǎn)和毛刺進(jìn)行了處理，最終將裂縫特征從圖像中提取了出來(lái)。
　?、谶\(yùn)用分形幾何的方法，對(duì)宏觀裂縫的二值圖像進(jìn)行了分形研究，發(fā)現(xiàn)隨著水灰比增大，裂縫的分形維數(shù)也增大，且裂縫的分形維數(shù)與砂漿錨桿的粘結(jié)強(qiáng)度近似成負(fù)線性關(guān)系，隨著不同水灰比下裂縫的分形維數(shù)的增加，砂漿錨桿的粘結(jié)強(qiáng)度逐漸降低。
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3、過(guò)多種方法對(duì)砂漿錨固體腐蝕后微觀SEM圖像進(jìn)行預(yù)處理，統(tǒng)計(jì)出了不同腐蝕條件下砂漿錨固體微觀孔隙特征的變化情況。發(fā)現(xiàn)隨著腐蝕時(shí)間的增加，受力工況和不受力工況下錨固體的孔隙率均成線性增大，孔隙數(shù)量隨著腐蝕時(shí)間的增加逐漸減少，而孔隙平均面積隨腐蝕時(shí)間的增加而不斷增大；受力工況和不受力工況下砂漿錨桿的粘結(jié)強(qiáng)度均隨著孔隙率的增大而降低，且腐蝕后期粘結(jié)強(qiáng)度的下降速率大于腐蝕前期。
　?、苓\(yùn)用分形幾何的方法，對(duì)微觀孔隙特征進(jìn)行了分形研究，發(fā)現(xiàn)隨