基于图像处理的岩石微裂隙宽度和粗糙度测量研究

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1、分类号TP391．41密级公开y1219403重庆邮电大学硕士学位论文论文题目基于图像处理的岩石微裂隙宽度和粗糙度测量研究英文题目ResearchonMeasurementsoftheApertureandImag￡￡rQ￡￡sslng论文提交日期2壁Q2主§且论文答辩日期2QQZ。矗。2论文评阅人k!虱。翘塑互垄鲤壁丝袭龟垒毖。巡答辩委员会主席王垦堂塑堡重废坚鱼丕堂2007年5月30日重庆邮电大学硕士论文摘要几乎在所有岩体中都存在节理裂隙，这些不连续面不仅影响岩体的完整性和连续性，而且有时会成为控制岩体强度和变形及破碎的主要因素。大量实践证明，获得精确有效的岩石节理的几何信息，对于岩

2、石工程项目的成败，山体灾害的精确预测起着至关重要的作用。通过观察岩体裂隙的情况判断其是否会危害相关工程项目，甚至预测岩层裂隙的稳定性，更早地采取措施、更高效地防患于未然，这是当今的一大课题。岩石微裂隙宽度是岩石微裂隙的一个重要几何信息，精确测量岩石微裂隙宽度对监测岩体结构的健康状态、避免岩体结构损坏性缺陷具有十分重要的意义。本文提出了一种测量节理微裂隙宽度的新方法，这个新方法包括角点分段算法和最佳拟合长方形算法。最佳拟合长方形算法是在Ferret算法的基础上改进所得，它利用最小二阶矩解决了旋转依赖性问题。为了精确测量岩石微裂隙宽度，首先利用角点分段算法对节理裂隙进行分段：然后利用最佳拟

3、合长方形算法测量每一段裂隙的宽度。把角点分段算法和最佳拟合长方形算法相结合来测量裂隙宽度，与其它测量方法相比，减少了劳动时间和劳动强度，提高了对岩石微裂隙宽度的测量精度。岩石节理租糙度系数JRC(JointRoughnessCoeffieient)是估算岩石节理抗剪强度和变形指标最重要的参数。JRC的正确确定对岩体结构面抗剪强度的计算有很大影响。本文提出了一种利用图像技术测量岩石微裂隙粗糙度的新方法。首先对岩石微裂隙图像进行相关预处理，然后利用图像处理技术得出岩石微裂隙曲线与其拟合直线的交点个数，岩石微裂隙曲线与其拟合直线的宽度、岩石微裂隙曲线波峰与波谷之差，岩石微裂隙曲线的角点个数四

4、个参数。通过大量实验证实，这四个参数与粗糙度系数JRC之间有明显的关系，用这四个参数来描述岩石微裂隙的粗糙度是一个可行的方法。在以上研究的基础上，建立了粗糙程度的计算公式。得出粗糙程度值与粗糙度之间的关系折线图。利用己知粗糙度的节理裂隙进行验证，验证结果表明效果较好。关键词：岩石微裂隙，图像处理，角点分段算法，最佳拟合长方形算法，节理粗糙度重庆邮电大学硕士论文摘要AbstractRockjoint(fractures)almostexistsinallrocks。Thesediscontinuitysurfacesnotonlyaffectrock’Sintegrationandcon

5、tinuitybutalsoplaythekeyrolesthatcontrolrockintensityandtransfigurationcharacteristics．Atpresent，Rockjointmeasurementresearchisahottopicinmanyrockengineeringapplications．Itisveryimporta．nttomeasuretheapertureofrockjointsformonitoringthestatusofbuildingsandavoidingfataldamagesofrockstructure．This

6、dissertationpresentsanewmethodforoptimallymeasuringrockfractures．Themethodmainlyconsistsoftwoalgorithms，oneiscomerdetectionbasedonthealgorithmfordividingaperturefragmentsinareasonableway,andtheotheristhebest—fit—rectanglealgorithmformeasuringthedividedsegments．Byanalyzingandcomparingthedatafrome

7、xperiments，wecanknowthatcomersegmentalgorithmisareasonablemethodusedtodivide(orsegment)fractureapertures．Thecombinationofthecomersegmentalgorithmandthebest—fitrectanglemethodissatisfactoryformeasuringtheapertureoftherockjoin