基于数字图像的岩石非均匀性表征技术及初步应用

《基于数字图像的岩石非均匀性表征技术及初步应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第26卷第3期岩石力学与工程学报Vol.26No.32007年3月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringMarch，2007基于数字图像的岩石非均匀性表征技术及初步应用122于庆磊，唐春安，唐世斌(1.东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110004；2.大连理工大学土木与水利学院，辽宁大连116024)摘要：依据数字图像处理理论，研发出一种基于数字图像的岩石非均匀性表征技术。该技术描述的非均匀性更接近于岩石的真实非均匀性，并将其映射到有限元网格中，与原有的岩石破裂过程分析系统(RFPA)相结合，建立一种更能准确反映岩石细观结

2、构的数值模型，从而弥补传统数值方法所采用统计理论表征岩石非均匀特性的不足。通过对2种常规试验(单轴压缩和单轴直接拉伸)的数值模拟，再现花岗岩试件在荷载作用下的真实破裂过程。数值模拟结果表明：岩石的细观结构对岩石的力学性能和破坏过程有重要影响。该方法为进一步研究岩石、混凝土等非均质材料的力学特性和破坏机制提供一种新的手段。关键词：岩石力学；数字图像处理；非均匀性表征；破裂过程；数值模拟中图分类号：TU45；O241文献标识码：A文章编号：1000–6915(2007)03–0551–09DIGITALIMAGEBASEDCHARACTERIZATIONMETHODOFROCK

3、′SHETEROGENEITYANDITSPRIMARYAPPLICATION122YUQinglei，TANGChun′an，TANGShibin(1.SchoolofResourcesandCivilEngineering，NortheasternUniversity，Shenyang，Liaoning110004，China；2.SchoolofCivilandHydraulicEngineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian，Liaoning116024，China)Abstract：Adigitalimagebased

4、characterizationmethodofrock′sheterogeneityisdevelopedaccordingtothetheoryofdigitalimageprocessing.Intheproposedmethod，digitalimageprocessingmethodisusedasameasurementtooltorepresenttheactualspatialdistributionofdifferentmaterialsandcomponentsintherocksamples.Theheterogeneitydescribedbythi

5、smethodisapproachingtotheactualheterogeneityofrock，whichismappedintothegridoffiniteelementmethod(FEM).Thischaracterizationmethodisincorporatedintorockfailureprocessanalysis(RFPA)code；andanumericalmodelthatcanactuallyreflectrock′sheterogeneityisestablished，whichovercomestheshortagethatstati

6、stictheoryisusedtodescribetheheterogeneityofrockintraditionalFEM.Bysimulatingtworegularlaboratorytests(uniaxialcompressionanduniaxialtensiontests)，realfailureprocessesofgranitearevisuallyobserved.Thesimulationresultsshowthatheterogeneityofrockhasagreatinfluenceonitsmechanicalfunctionandfai

7、lureprocesses.Thismodelprovidesaninnovativemethodfortheinvestigationonmechanicalfeatureandfailuremechanismofheterogeneousmaterialsuchasrock，concreteandsoon.Keywords：rockmechanics；digitalimageprocessing；characterizationofheterogeneity；failureprocesses；numerical