浅谈砂土细观图像分析程序开发

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1、同济大学硕士学位论文砂土细观图像分析程序开发姓名：罗筱波申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：周健2003.2.17摘要针对砂土细观力学模拟研究的需要，在对图像处理技术进行j，』。泛探索的基础上，对砂土细观研究的图像处理技术进行-r研究，ji：在MATLAB平台上开发了砂土细观图像分析程序。在人机交互下，通过对砂土图像进行图像预处理、图像复原、图像分割和图像l}捌0等处理，数码相机拍摄的砂土实物图像t}咱勺砂土颗粒I一’『以山程序进行分割并识别，同时程序还完成了砂土颗粒的细观结构特性参数的统计。t要统计的砂土参数有砂土颗粒排列的方向性，颗粒的人小，区域的孔隙

2、率，颗粒排列的各向异性率等颗粒和整体的参数。这些参数的荻得为砂土细观力学模拟提供了重要的试验参数。关键词：砂土细观力：学模拟，图像处理，MATLAB，颗粒排歹性，隙率AbstractInallusiontotheneedofmicromechanicalmodelingofsands，onthebasisofimageprocessingtechnology，imageprocessingtechnok)gyformicroscopeimagesofsandgl’ainswasstudiedinthispapm‘andadigitaljmageprocessio

3、npackageformicroscopeimagesofsandgl’ainswasdevelopedwithMATLAB．Byapplyingtheideaandtechnologyofdigitalimageprocessing，thepl’ogramperformsimagepre—processingimagesegmentationandobjectrecognition．Byhuman—computerinteraction，sandgrainscanbesegmentedandrecognizedilleverymicroscopeimagean

4、dthemicro—structureofsandcanbeobservedMicroscaleinformationofsandgrainssuchgrain’sorientation，sizeofgrain，region’sporosityandtherateofanisotropyofgrain’sOl’ientationisobtainedfromthemicroscopeimagestotryandexplainmacro—scalephenomenasuchaschangesineffectivestressandimpl‘ovementoffoun

5、dationKeywords：micromechanicalmodelingofsands，imageprocessing，MATLAB，grain’sorientation，region’sporosity第1章绪论1．1本课题的立项宗跨和研究意义f：体的结构性研究是土力学研究中的前沿谍题乏一。1：程一f．体租宏观上所袭现⋯来的fi：适续、不均匀、各向异稳和弗确寇性蒋复杂往特征，扶穰本上敬决j：j卜体微蕊结构的～酾堑续蠼零l撂确定性。霹以说士俸豹复杂性楚其分矮缕秘与组分I}线性妁矗搂体现。阏纛，剥

6、：体结毒句及其模型的研究，成为土力学的核心闷题之一。科学建立。

7、f：体演化舶结构控制模’毗进而建立基丁二}!体微观结构演化机制的t力学模型和本构关系是t力学理论发展的新方向。臼士体结构概念被摊出之后．至今关^丁结构性的研究己缝经历了觚概念、术语阶段潮定性描述及绻椽分类除段群到现今豹图像分辑番睫餐辑究烩段。A{’j逐澎毫是谈到：}二魍缨秘剃其性质起着决定性作剧。_二体为结构性体的概念的提出标志着七力学发腥的新阶段。这意味着过去基于1：体为理想弹性一刚塑性体戏非线性弹性一弹塑性体而建立的各种数。学模啦需璎从新的角度进行认识与发袋。研究的基本出笈点廊当怒：模登辩建立峦须戬_于：体介质的l^鞫特僚为綦穑，办嚣必缓壤土的结构挂为啦发点

8、去探讨七体豹交形与强寝分毫蓐鳇舞秘数学模型，弗应川丁{：聪实践中去。面士体作为一神结构性体，一个完憋的系统结构，其系统内部演化必然存在一种相互关联羽1协同作用，构成_j体结构兆同特征的符项结构要素绝杼孤、l￡的、确寇性的，{==体所表现出来的各种交形和强度特性趋其系统内部嚣种编构要素j§同作刖的缩浆。赣土体静绺梅繁纯辑究本身纛言。主要鼓结掏类型拳l单一参数熬肇他研究为薰点。谯土体的微观结构研究中，对士体微观结构豳缘的计算机处理是微观结构研究走I；Ij定鞋化的一个关键技术之一。本文利圳数字图像处理技术，开发～个数字幽像分析程序，对砂1：细观缔构的数字图像进行定黧分

9、丰斤，获得两人部分的定船