基于数字图像测量技术的粉状煤系土微观结构分形特性分析

论文摘要

以武深高速广东段沿线的粉状煤系土为研究对象,利用环境扫描电镜技术（ESEM）获得了不同含水率直剪试验后粉状煤系土剪切面的微观结构SEM图像;结合MATLAB及Image Pro Plus（IPP）软件,对剪切面微观结构特征进行了分析;基于分形理论,建立了煤系土的分形模型,求出了二维空间内煤系土孔隙轮廓分维数、孔隙数量～孔径分布分维数。结果表明:煤系土微观结构多为片状颗粒集合体,接触关系主要为面-面接触和面-边接触;随着含水率的增加,剪切面粗糙度先增加后减小,力学强度参数先增大后减小,转折点在最优含水率附近（10%～15%之间）;煤系土微观结构具有明显的分形特征,可用孔隙等效面积-等效周长分形模型、孔隙数量～孔径分布分形模型描述,其分维数介于1～2。

论文目录

• 1 试样制备与图像获取
•   1.1 制作试样
•   1.2 微观结构图像获取
• 2 粉状煤系土结构特征分析
•   2.1 粉状煤系土的矿物组成及化学成分
•   2.2 粉状煤系土的微观结构特征分析
• 3 粉状煤系土微观结构分形特征
•   3.1 微观结构分形模型
•     3.1.1 孔隙等效面积-等效周长分形模型
•     3.1.2 孔隙数量-孔径分布分形模型
•   3.2 模型验证
•     3.2.1 图像处理
•     3.2.2 孔隙等效面积-等效周长分形模型
•     3.2.3 孔隙数量-孔径分布分形模型
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 韩博,鲁光银,郭友军,夏雨波,裴艳东,郭旭

关键词: 粉状煤系土,微观结构,数字图像测量技术,分形,分维数

来源: 地质调查与研究 2019年02期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 公路与水路运输

单位: 中国地质调查局天津地质调查中心,中南大学地球科学与信息物理学院

基金: 中国地质调查局地质调查项目“雄安新区水土质量与工程地质调查评价(DD20189122)”

分类号: U412.22

页码: 109-116

总页数: 8

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