膨胀土干缩裂隙网络定量分析方法及量度指标研究

摘要

为了对膨胀土干缩裂隙网络进行定量分析,采用数字图像处理技术对获得的裂隙图像进行了二值化、除噪和骨架化等预处理操作,针对干缩裂隙网络的几何结构和形态特征,提出了一整套量度指标体系,包括:表面裂隙率、单位面积内裂隙节点个数、单位面积内裂隙条数、裂隙总长度、裂隙密度、裂隙平均长度、裂隙平均宽度、单位面积内土块个数、土块平均面积、最大土块面积和分形维数等,并从统计学的角度引入了概率密度函数.定量分析结果表明,提出的量度指标体系能对膨胀土干缩裂隙网络进行全面而客观地描述,其中表面裂隙率、单位面积内的节点个数和土块个数可作为定量描述裂隙网络几何形态特征的基本指标.概率密度函数能充分反映裂隙网络相关量度指标的分布特征,进一步提升了定量分析结果的可靠性.研究表明,数字图像处理技术具有效率高、结果可靠和操作方便等优点,为膨胀土干缩裂隙网络定量分析提供了理想的途径.