强化定向法在粘土微观结构分析中的应用

本文提出的强化定向法是一种土体微观结构分析新方法。它是在灰度梯度的基础上，结合土体显微图片的特点，针对岩土工程中对土体微结构研究的特殊性而建立的。平均向量Ｒ和一致性比Ｃ以及Ｒ的倾角分布图形象地给出了显微照片中土体颗粒及颗粒集合体的组合形态的分布情况，为深入了解土体微结构特征及其与宏观力学之间的关系提供了方法     

太湖第四纪沉积区土体荷载响应的效应综合特征

土的微结构对土的力学行为机制起着至关重要的作用,对太湖第四纪沉积区典型软土进行单向压缩试验,利用扫描电子显微镜(SEM)所得的照片研究软土在不同固结压力条件下的微结构大小、形状、定向性等微结构参数,分析其变化规律.研究表明,随着固结压力的增加,结构单元体不断变大,集合体的形状在垂直于压力的方向变长,结构单元体的定向性有所提高但不显著;孔隙分布分维呈下降趋势并逐步稳定.采用电镜扫描仪(SEM)对在复杂应力路径作用下剪切前后的黏土样进行微观观察,并从剪切前后孔隙排列、孔隙形态、孔隙尺度变化特征3个方面分析宏观试验原状软黏土归一化抗剪强度各向异性的微观本质.阐述了淤泥类软土的微观结构对其工程性质的重要影响.从泥炭的微观结构分析入手研究了泥炭的性质及特点(包括含水性质、强度性质、固结及次固结性质).讨论了海积软土在固结、剪切作用下微观结构的变化,阐述了海积软土力学行为的本质.通过室内一维固结蠕变试验系统研究分析了次固结系数与固结压力、时间及压缩指数的关,揭示了太湖第四纪沉积区软土的次固结特性.利用扫描电镜试验( SEM)和X射线能谱仪对软黏土中常见的微量元素进行测定,计算其相对百分比并分析了该土的矿物成分和微观结构组成.实验结果表明,该黏土主要以高岭石、埃洛石(伊利石)、水云母(蒙脱石)为主(其中硅为其主要成分,局部的矿物组成有稍许不同).     

基于计算机图像处理技术的松散砂性土微观结构定量分析方法

土体微观结构是土体宏观力学机制的反映,深入研究土体微观结构对正确评价土体工程性质具有重要的指导意义.针对松散砂性土的微观结构量化研究中存在的难题,提出了一整套样品制备方法和试验方法,基于数字图像处理技术,对土样的扫描电子显微镜图像(scanning electron microscope,SEM)进行了定量分析,并通过自主开发的程序实现了土样微观结构量化指标的快速获取和全自动处理.采用该方法能对松散的砂性土制备出符合扫描电镜观测要求并同时保持原始结构不受扰动的试样,开发的程序能对土样的SEM图像进行去除多余信息、二值化、去噪、参数统计等预处理步骤,快速获取颗粒个数、面积、形态比、表观孔隙率、分形维数等微观结构量化指标.借助统计学方法,对一些关键量化指标的分布特征进行了分析和探讨.研究结果表明,计算机图像处理技术可以高效识别土体的颗粒和孔隙形态,进行土体微观结构参数的精确提取,从而为土体微观结构的定量分析提供了有效的途径.     

浸水作用下膨胀土微观结构演化过程研究

基于扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)图像对土体微观结构特征进行定量分析是一种科学、有效的方法。目前,土体微结构分析一般是对SEM图像进行二值化处理,但是阈值的选择对结果影响较大。文章基于ArcGIS软件在三维空间中分析不同浸水时间下膨胀土的环境扫描电子显微镜(environmental scanning electron microscope,ESEM)图像,定量分析不同浸水时间下土体的孔隙率,根据孔隙率反算不同浸水时间下灰度图像二值化的阈值。通过ArcGIS软件对灰度图像进行二值化,然后提取不同浸水时间下土体的孔隙、单元体,分析不同浸水时间下其微观结构的变化,研究表明:随着浸水时间的增加,孔隙的平均面积由29.57μm2逐渐增加到60.20μm2;单元体的平均面积由129.84μm2逐渐减小到39.93μm2;单元体、孔隙的形状系数在整个浸水周期内先增大再减小;单元体的排列熵由0.987 3逐渐增加到0.998 5,表明单元体的排列越来越无序,即单元体的定向性逐渐变差。     

地铁振动荷载作用下饱和软粘土性状微观研究

位于或穿越饱和软粘土层中的地铁隧道在运营之后，沿轴线产生较大的沉降量，很大程度上与饱和软粘土在地铁振动荷载作用下土体微观结构的变形和破坏、发生残余变形有关．通过扫描电镜试验对饱和软粘土颗粒的微观性状进行了研究，从土的微结构基本单元的形状和大小、基本单元体的接触状态、基本单元体问的联结形式、孔隙的形状和大小以及土体变形3个阶段的力学特性等方面进行较深入的研究．另外，将原状土和循环三轴试验破坏后两种状态的土样作了对比，从微观的角度解释了土体的变形机理．研究成果对有效控制、避免或减轻隧道经过地区地面沉降灾害的发生，指导地铁工程的设计、施工以及地铁运行后沉降的预测评价和防治等提供了有价值的参考．     

PS材料加固遗址土强度与微结构参数相关性研究

采用不同质量分数、不同加固方式对密度不同的遗址土进行硅酸钾(PS)溶液渗透加固,加固后土体微结构发生变化,其力学强度出现不同程度的提高.使用图形处理软件对固化后土体的扫描电子显微镜图像进行计算分析,获取对固化土力学强度影响最显著的微观结构参数;利用多元逐步回归分析法对力学强度与微结构参数之间的相关性进行计算,并进行分析评价;从微观角度验证PS材料对土遗址的加固效果.结果表明,经PS溶液加固后,遗址土土体强度与微结构参数间存在良好的相关关系,各向异性、等效直径、扁圆度、充填比和面积比是对强度影响较显著的5个微结构参数.     

合徐高速北段膨胀土的物质组分及微结构研究

文章以X射线衍射为主,并结合化学全分析、偏光显微镜、扫描电镜对合徐高速北段沿线经过的蚌埠、怀远和宿州地区的膨胀土进行矿物化学成分以及微结构特征研究,探明膨胀土的液限、塑性指数以及胀缩性与其矿物组分、阳离子交换容量、氧化度及微观结构之间的关系,并对其微结构进行分类。研究表明:膨胀土在其蒙脱石含量基本相等的情况下,伊利石含量的多寡对膨胀土工程性质的控制影响十分明显,而膨胀土的氧化程度则是控制膨胀土工程特性的另一个重要因素。     

不同处理方法下吹填土微观结构特征研究

以天津滨海新区吹填土为研究对象,用X射线衍射分析方法确定吹填土中的矿物成分,并结合扫描电子显微镜微观结构照片,利用WD5图像处理系统对土体的微观结构作定量分析,讨论两种不同加固处理方法下天津滨海新区吹填土结构单元体、孔隙的丰度和定向频率等评价指标的变化情况.试验分析表明,经过排水处理后,孔隙率变小,土中结构单元体从较为松散的状态转变为团聚状态,孔隙也随之进行调整,孔隙数量减少,定向性逐渐不明显,土体固结程度变高.     

不同处理方法下吹填土微观结构特征

以天津滨海新区吹填土为研究对象,用X射线衍射分析方法确定吹填土中的矿物成分,并结合扫描电子显微镜微观结构照片,利用WD-5图像处理系统对土体的微观结构作定量分析,讨论两种不同加固处理方法下天津滨海新区吹填土结构单元体、孔隙的丰度和定向频率等评价指标的变化情况.试验分析表明,经过排水处理后,孔隙率变小,土中结构单元体从较为松散的状态转变为团聚状态,孔隙也随之进行调整,孔隙数量减少,定向性逐渐不明显,土体固结程度变高.     

不同固结压力作用下黄土微观结构试验研究

为研究在不同固结压力作用下,黄土微观结构的变化规律,试验通过制备黄土试样,用电镜扫描(SEM)获取各个固结程度下黄土微观结构图像并利用IPP图像处理软件对微观图像参数计算和参数分类。结果表明:随着固结压力逐渐增大,黄土试样微观结构内部骨架单元体聚合物的连接方式,由架空孔隙向镶嵌孔隙转变,结构逐渐密实,稳定性逐渐增强;在各个固结压力作用下,孔隙数量随着孔径增大而减少,孔隙面积随孔径的增大而增大,大孔隙的变化一定程度上影响了土的工程性质;固结后土体的孔隙面积在各个角度区位分布越均匀时,土体受到的扰动越大;土体受固结扰动后,微孔隙的形状没有发生较大变化,部分小、中孔隙产生变形,大孔隙逐渐被消散,向着椭圆率更小的方向发展。     

基于微观结构的软土变形计算模型

 基于土体微观结构演化建立其土体沉降计算模型是值得探索的新方法和新途径。研究首先从室内固结试验和三轴固结试验出发,研究不同荷载条件下软土微观结构变化与固结变形特征;并运用图像处理技术,提取微观结构参数,分析微观结构参数与荷载、变形和强度之间的关系,建立基于微观结构的软土沉降计算模型;最后,将这一模型应用于实际工程中,计算结果与监测值对比分析表明：二者具有较好的一致性,验证了该模型的实用价值。     

底摩擦模型法

本文介绍底摩擦模型法的发展和应用,底摩擦模型同重力场中的岩土体的相似原理,以及模型及相似材料的参数选择。认为底摩擦模型法使用方便、经济、结果可靠,是研究岩土工程问题的一个重要工具。     

土微观结构特征的定量研究及其在工程中的应用

在不同类型粘性土的研究基础上 ,通过 SEM图像处理技术 ,提出了粘性土微观结构中结构单元体形态、定向性、孔隙特征等结构要素的定量评价指标 ,运用计算机图像处理技术 ,对几种粘性土在不同剪切荷载作用下的变形进行了分析。     

变质量系统机械能损失一般公式的导出及应用

在导出变质量系统动能定理的基础上给出了机械能损失的一般表达式,为讨论该类系统在运动过程中的能量转换等问题提供了一种较为简捷的方法.     

粘性土坡稳定性分析的最小虚重度法

基于粘性土坡将沿某一圆弧面产生滑动破坏的最一般假定，并在土坡稳定性分析常用基本假定的前提下，引入土坡滑动体虚重度的概念，建立了粘性土坡稳定性分析的最小虚重度法及与其相对应的确定最危险滑动面的计算公式。     

用于SAR图像降斑的MAP算法研究

synthetic aperture radar(SAR)的降斑处理,无论是在军事上还是在地貌的遥感探测上都具有非常重要的意义。该文对MAP（maximum,a psteriori)方法进行了详细的分析,得到了一些重要的结论。通过对渤海某处SIR－C／X－SAR图像处理得试验结果。     

图象存储器的设计

图象存储器是图象处理系统的关键部件。双端口存储器体积小、成本低、功能强，是可直接在１０ＭＨｚ以上的时钟下工作、新发展起来的存储器件。本文以ＴＣ５２４５２６为例介绍图象存储器的设计。     

提取土微观结构特征的显微图片处理及分析的研究

本文通过开发土的微观结构特征定量分析系统,探讨分析土的显微图片的各种技术。针对土的显微图片的特征,利用二值化,自动及人机交互等三级分割方案对增强的图象进行分割,并用宽度优先的节点扩张与收缩算法处理区域噪声;然后用拉普拉斯算子提取颗粒边缘,最后作者提出主弦法用以消除因图片旋转带来的熵检测的不确定性。     

扫描电镜照片的数字处理

本文采用一种新的处理方法——数字图象处理方法来改善扫描电镜照片的衬度,介绍了实验系统,简述了图象处理的理论和方法,并用来对经过低温等离子体处理的羊绒纤维表面的扫描电镜照片进行了处理。实验结果说明,扫描电镜照片经数字处理后衬度明显加强。     

图像引导放疗系统中病人摆位的关键问题研究

在图像引导精确放疗中kVCBCT是校正病人摆位的一种重要手段,它能生成清晰的三维病人解剖图像．笔者讨论了多自由度病人摆位问题．提出了肿瘤靶区质心、治疗计划CT图像坐标系原点、CBCT图像坐标系原点三点的重合对于校正病人摆位是非常重要的．此外,笔者还提出一种新的坐标系分类方法．