本文關(guān)鍵詞：基于圖像分析的集料形狀特征與分布特征研究

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【摘要】：集料的幾何特征可以分為輪廓形狀、棱角性和表面紋理三個方面,分別反映了集料的針片度、輪廓棱角的突出程度以及集料表面的粗糙度。傳統(tǒng)的集料形狀測定實驗方法多是間接測量,工作量大,方法繁瑣且?guī)в兄饔^性。本文利用數(shù)字圖像處理技術(shù),選擇粗細(xì)集料中的常用種類河砂與機(jī)制砂、花崗巖與石灰?guī)r,對集料的二維和三維形狀特征進(jìn)行了系統(tǒng)研究與分析。主要包括四個方面的內(nèi)容:提取和量化粗、細(xì)集料的形狀特征參數(shù),進(jìn)行橫向與縱向分布分析,并探究了分形與集料形狀特征參數(shù)的相關(guān)性;首次提出了兩種用于砂石圖像采集的成像裝置并提出了一種新型測量砂石細(xì)度模數(shù)的方法,驗證了圖像分析的有效性;對集料形狀特征參數(shù)進(jìn)行集料力學(xué)實驗驗證;提出一種非CT三維重建技術(shù),并提取集料的三維形狀特征參數(shù)。實驗結(jié)果表明:花崗巖在9.5-13.2mm和16.0-19.0mm粒徑范圍容易存在針狀和棱角突出的顆粒,河砂不同粒徑間形狀參數(shù)變化不大。不同集料之間,花崗巖在扁平度、矩形度、形狀指數(shù)三個參數(shù)的均值要小于石灰?guī)r,在評價棱角性的兩個參數(shù)上大于石灰?guī)r,同時發(fā)現(xiàn)花崗巖各參數(shù)的離散性小于石灰?guī)r;河砂的形狀特征參數(shù)均小于人工砂,離散性也都小于人工砂。對集料的各特征參數(shù)與分形維數(shù)進(jìn)行線性擬合,發(fā)現(xiàn)粗集料中的形狀指數(shù)、棱角性AC、AP和細(xì)集料中的整體輪廓系數(shù)和棱角度與分形維數(shù)有較好的線性關(guān)系,說明這些參數(shù)影響著顆粒分形變化。發(fā)現(xiàn)粗集料中形狀指數(shù)、矩形度、扁平度、棱角性AC以及細(xì)集料中整體輪廓系數(shù)、扁平度、球形度與壓碎指標(biāo)也有較好的相關(guān)性。本文設(shè)計的兩種用于粗、細(xì)集料的成像裝置可以解決在成像過程中外界因素造成的誤差以及砂顆粒拍照難分離的情況。提出的一種用于測定砂石細(xì)度模數(shù)的方法,實現(xiàn)了砂石的細(xì)度模數(shù)的精確測定,同時直接得出了更能反映砂子粗細(xì)程度的平均最小費雷特直徑。首次提出打磨機(jī)切片技術(shù)獲得混凝土的序列圖像,借助圖像處理技術(shù)與Mimics軟件對混凝土中的粗集料進(jìn)行提取,進(jìn)行三維重建,并提取其三維尺寸建立模型庫。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)字圖像處理技術(shù) 集料形狀 分形維數(shù) 細(xì)度模數(shù) 壓碎值 三維重建
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU528.041
【目錄】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 研究背景12-14
• 1.2 國內(nèi)外研究概況14-16
• 1.2.1 國內(nèi)研究概況15-16
• 1.2.2 國外研究概況16
• 1.3 論文主要內(nèi)容16-18
• 第2章 圖像處理原理與基礎(chǔ)理論18-26
• 2.1 數(shù)字圖像處理18-22
• 2.1.1 概述18
• 2.1.2 分類與特點18-19
• 2.1.3 數(shù)字圖像處理的主要方法與主要內(nèi)容19-22
• 2.2 分形幾何學(xué)22-23
• 2.3 三維重建23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-26
• 第3章 顆粒的采集和處理26-32
• 3.1 圖像采集26-28
• 3.1.1 設(shè)備選取26-27
• 3.1.2 集料選擇27
• 3.1.3 集料圖像的采集與失真處理27-28
• 3.2 圖像處理28-31
• 3.2.1 類型28-29
• 3.2.2 增強(qiáng)與校正29
• 3.2.3 選擇與測量29-31
• 3.3 本章小結(jié)31-32
• 第4章 集料二維形狀分析32-66
• 4.1 形狀參數(shù)量化指標(biāo)32-35
• 4.2 集料形狀參數(shù)采集與方法35-52
• 4.3 集料特征參數(shù)統(tǒng)計分析52-61
• 4.3.1 不同粒徑的形狀特征分析52-56
• 4.3.2 不同巖性的形狀特征分析56-61
• 4.4 集料的形狀特征參數(shù)與分形維數(shù)的關(guān)系61-64
• 4.5 本章小結(jié)64-66
• 第5章 圖像分析技術(shù)應(yīng)用到細(xì)度模數(shù)的測量66-72
• 5.1 圖像測量砂石細(xì)度模數(shù)成像裝置的改進(jìn)66-67
• 5.1.1 圖像分析測量粗集料成像裝置66-67
• 5.1.2 圖像分析測量細(xì)集料成像裝置67
• 5.2 圖像測量集料細(xì)度模數(shù)原理67-69
• 5.3 圖像篩分與傳統(tǒng)篩分結(jié)果對比69-70
• 5.4 本章小結(jié)70-72
• 第6章 集料的形狀特征與壓碎指標(biāo)的相關(guān)性研究72-82
• 6.1 集料的壓碎指標(biāo)實驗72-77
• 6.1.1 實驗方案72-73
• 6.1.2 集料實驗結(jié)果73-74
• 6.1.3 集料形狀特征參數(shù)量化74-77
• 6.2 集料形狀參數(shù)與壓碎指標(biāo)相關(guān)性分析77-80
• 6.3 本章小結(jié)80-82
• 第7章 三維方向?qū)咸卣鲄?shù)的描述82-92
• 7.1 實驗材料82-83
• 7.1.1 水泥82
• 7.1.2 粗集料82
• 7.1.3 細(xì)集料82-83
• 7.2 實驗方案83-85
• 7.2.1 試件配合比83
• 7.2.2 打磨機(jī)獲取集料每層序列圖像83-84
• 7.2.3 三維重建的方法84-85
• 7.3 三維集料特征參數(shù)提取85-88
• 7.4 三維集料真實性驗證88-90
• 7.5 三維集料模型量化90
• 7.6 本章小結(jié)90-92
• 第8章 結(jié)論與展望92-96
• 8.1 結(jié)論92-94
• 8.2 展望94-96
• 參考文獻(xiàn)96-100
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況100-102
• 致謝102

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本文編號：976784