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，使得錨桿宏觀力學性能發(fā)生退化，而砂漿錨桿宏觀力學性能的變化與微觀結(jié)構(gòu)的變化不無關(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，這是一個亟待解決的問題。本文利用砂漿錨桿腐蝕物理實驗過程中所拍攝的數(shù)字圖像，通過圖像處理技術(shù)提取了砂漿錨固體拉拔破壞后宏觀及微觀形貌特征，利用分形理論對這些形貌特征進行了定量描述，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方法對砂漿錨固體腐蝕破壞后宏觀裂縫圖像進行了預(yù)處理，選擇最了合適的方法，同時運用形態(tài)學處理方法對圖像孤立的點和毛刺進行了處理，最終將裂縫特征從圖像中提取了出來。
　?、谶\用分形幾何的方法，對宏觀裂縫的二值圖像進行了分形研究，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)強度近似成負線性關(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)強度逐漸降低。
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3、過多種方法對砂漿錨固體腐蝕后微觀SEM圖像進行預(yù)處理，統(tǒng)計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)量隨著腐蝕時間的增加逐漸減少，而孔隙平均面積隨腐蝕時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)強度均隨著孔隙率的增大而降低，且腐蝕后期粘結(jié)強度的下降速率大于腐蝕前期。
　?、苓\用分形幾何的方法，對微觀孔隙特征進行了分形研究，發(fā)現(xiàn)隨