文档介绍：⑧基于数字图像技术的砂土模型试验细观结构参数测量培养单位:土木工程学院一级学科:土木工程研究生:余荣传指导教师:周健教授申请同济大学工学硕士学位论文二级学科:岩土工程副指导教师:二六年三月
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岢龅那衅ǖ幕∩希陨巴梁峤孛嫱枷窠写砗头治觯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,迸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。关键词:砂土,模型试验,细观结构,数字图像,分水蛉分割,软件开发
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学位论文作者签名:皇琛:扣占年;月枷日学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,同意如下各项内容:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文;学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务;学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版:在不以赢利为目的的前提下,学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。经指导教师同意,本学位论文属于保密,在年解密后适用本授权书。指导教师签名:学位论文作者签名:年月日
、珐、映抄名年;月日同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。
第拢盒髀研究背景和目的文献综述在岩土力学研究中,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。沈珠江赋觯合执亮学研究的基本问题之一是土的结构性本构模型的构建,结构性模型应建立在对土体受力后细观结构改变的全面考察的基础上。代表细观结构的指标中与视觉相关的参数可概括为砂颗粒的大小形状参数、孔隙的大小形状参数、以及砂颗粒间接触关系参数等。传统的细观结构量测方法主要有光弹材料法嘲,湎叻ǔ昂颓衅ā,这些方法一般都需要特别的试验设备,操作复杂,且结果不易量化。近年来,随着计算机技术与数字图像技术的快速发展,数字图像处理与分析技术被迅速地应用于岩土工程研究中,但主要是在微观尺度上对粘性土进行研究,对细观尺度上砂性土的研究还比较少。贾敏才嘲,胡寅旧在砂土模型试验中,利用显微镜拍取模型箱表面砂土体的细观图像,对细观结构进行研究。相比于其它方法,它具有试验设备简单、易于推广应用等优点。但是,由于砂颗粒形状的复杂性,不易将其从图像中准确地分离,因此对图像进行定量分析一直是个难点,文臀腫也只是对试验所得的细观图像进行定性分析。因此,设法利用数字图像技术对投影图像进行定量分析从而获取细观结构参数,对于当前砂土细观结构的研究具有十分重本文的研究目的就是基于数字图像技术,研究提出一种切实可行的砂土细观图像定量分析方法,以及设计开发出相应的软件,从而能够对模型试验中砂土变形的细观机理进行更深入的研究。.腹垩芯康姆段в肽康要的意义。第滦髀
.巴料腹垩芯康耐揪土体在形成和密实过程中,土颗粒与组构单元往往形成一定的排列方向和微细观结构。根本地,土体的强度、变形和稳定性取决于土骨架的刚度和强度,即取决于单位体积内结构连接点的数目、方向、连接方式和结构连接的强度。为了更好地对土体微细观结构进行研究,”莘直娣椒ǖ牟煌淹撂褰构分为三级:宏观的,即用肉眼能辨认的结构:细观的,即用光学显微镜才能辨认出其轮廓的结构:微观的。即必须用电子显微镜才能辨认出单个粘土片组合的“筹’。因此对于砂土来说,其结构基本上是细观意义上的结构。砂土细观研究的目的嘲就是通过细观研究来探索颗粒排列、孔隙分布、颗粒接触点的密度和接触方式及方位、接触