砂土細觀組構(gòu)的圖像分析.pdf

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

2、對材料組構(gòu)描述方法存在理論描述復雜、假設應用不合理、實際測量和圖像信息分析困難等缺點，本文在合理假設的基礎上，推導了顆粒材料三維空間組構(gòu)張量的一般表達式，用張量分析理論和數(shù)學優(yōu)化方法對表達式進行分析。推導了不同空間組構(gòu)參量a的表達式，該表達式有兩個獨立角度變量，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)參量的對比分析發(fā)現(xiàn):本文的組構(gòu)參量表達式克服了ODA表達式不能描述正交各向異性的缺點，

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。改進表達式為砂土細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)于圖像預處理、二值化、圖像分割和邊緣檢測的新理論、新方法。按照圖像處理的一般流程，在圖像處理中對大米顆粒圖像采用不同算法進行圖像處理，并對處理后的圖像效果進行對比，探索出適合顆粒圖像處理的具體算法。最后選擇最優(yōu)算法對砂土顆粒圖像進行處理，為下一步的顆粒細觀分析做準備。