砂土細(xì)觀組構(gòu)的圖像分析.pdf

1、作為典型的顆粒材料，砂土的宏觀力學(xué)特性本質(zhì)上由其細(xì)觀離散特性決定，因此砂土細(xì)觀組構(gòu)的描述理論和試驗(yàn)檢測(cè)已逐漸引起國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文在總結(jié)國內(nèi)外顆粒細(xì)觀組構(gòu)最新理論和試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過合理假設(shè)，改進(jìn)了顆粒細(xì)觀特征描述材料組構(gòu)張量的理論描述方法，推導(dǎo)了不同空間組構(gòu)參量的表達(dá)式。根據(jù)掃描電子顯微鏡獲取的砂土細(xì)觀組構(gòu)圖像，進(jìn)而對(duì)圖像進(jìn)行處理和對(duì)比分析，得到砂土顆粒的細(xì)觀特性參數(shù)。本研究為完善顆粒組構(gòu)理論描述提供支持。
　　首先，針

2、對(duì)材料組構(gòu)描述方法存在理論描述復(fù)雜、假設(shè)應(yīng)用不合理、實(shí)際測(cè)量和圖像信息分析困難等缺點(diǎn)，本文在合理假設(shè)的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了顆粒材料三維空間組構(gòu)張量的一般表達(dá)式，用張量分析理論和數(shù)學(xué)優(yōu)化方法對(duì)表達(dá)式進(jìn)行分析。推導(dǎo)了不同空間組構(gòu)參量a的表達(dá)式，該表達(dá)式有兩個(gè)獨(dú)立角度變量，可以描述顆粒三維空間所有排列形式，理論上可以描述非球形顆粒各種組構(gòu)排列形式。通過和ODA組構(gòu)參量的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn):本文的組構(gòu)參量表達(dá)式克服了ODA表達(dá)式不能描述正交各向異性的缺點(diǎn)，

3、具備更為廣泛合理的組構(gòu)描述范圍;既可以描述橫觀各向同性，又可以描述正交各向異性。改進(jìn)表達(dá)式為砂土細(xì)觀圖像信息分析提供了理論支撐。
　　其次，梳理了數(shù)字圖像中關(guān)于圖像預(yù)處理、二值化、圖像分割和邊緣檢測(cè)的新理論、新方法。按照?qǐng)D像處理的一般流程，在圖像處理中對(duì)大米顆粒圖像采用不同算法進(jìn)行圖像處理，并對(duì)處理后的圖像效果進(jìn)行對(duì)比，探索出適合顆粒圖像處理的具體算法。最后選擇最優(yōu)算法對(duì)砂土顆粒圖像進(jìn)行處理，為下一步的顆粒細(xì)觀分析做準(zhǔn)備。