黃土微結(jié)構(gòu)數(shù)字圖像處理與定量化方法的研究.pdf

1、黃土因其濕陷性、結(jié)構(gòu)性等常對(duì)各類工程造成影響,其災(zāi)變機(jī)理已成為地質(zhì)、巖土領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)與難點(diǎn)。黃土災(zāi)害與其物理力學(xué)性質(zhì)密不可分,而其物理力學(xué)性質(zhì)很大程度決定于其微結(jié)構(gòu)。本文在對(duì)西安市臨潼區(qū)驪山黃土的物理力學(xué)性質(zhì)研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和分形學(xué),研究了黃土微結(jié)構(gòu)圖像的處理方法及其結(jié)構(gòu)的定量方法,取得了下列主要成果:
　　1、比較了基于CT技術(shù)和SEM技術(shù)的黃土結(jié)構(gòu)圖像獲取方法的優(yōu)劣勢(shì)。通過(guò)對(duì)比不同放大倍數(shù)的SEM照片發(fā)現(xiàn),選擇

2、中倍數(shù)區(qū)內(nèi)(即1000~2000放大倍數(shù)條件下)的SEM照片進(jìn)行定量較為合適;利用CT技術(shù)可無(wú)損等間距地觀察土體內(nèi)部結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)黃土內(nèi)部孔隙的數(shù)量與其埋藏深度成反比,同時(shí)可以對(duì)土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)造進(jìn)行連續(xù)觀測(cè),為定量化提供一定的技術(shù)支持。
　　2、采用典型數(shù)字圖像算法對(duì)黃土微結(jié)構(gòu)圖像進(jìn)行了處理,使其發(fā)生諸如二值,消噪,模糊等變化,便于黃土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的觀察。通過(guò)比較多種邊緣檢測(cè)算法在黃土微結(jié)構(gòu)圖像中的應(yīng)用結(jié)果,針對(duì)黃土微觀結(jié)構(gòu)的性質(zhì),提出了

3、一種改進(jìn)了的邊緣檢測(cè)算法,并通過(guò)試驗(yàn)應(yīng)用于檢測(cè)黃土的顆粒邊緣中。
　　3、應(yīng)用適應(yīng)性原理對(duì)黃土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分形機(jī)制進(jìn)行了研究,并探討了尺碼與分形結(jié)構(gòu)的關(guān)系。將黃土內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)類型劃分為:點(diǎn)對(duì)象、線對(duì)象、非封閉面對(duì)象、不規(guī)則實(shí)體對(duì)象四類,著重陳述了面狀要素和體狀要素的包含對(duì)象及計(jì)算方法,且在體狀要素的計(jì)算過(guò)程中,提出了利用計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)獲取黃土斷面照片,通過(guò)計(jì)算孔隙的周長(zhǎng)和面積的方法獲取黃土孔隙形態(tài)的三維分形維數(shù)的方法。該方