基于数字图像技术的结构裂缝参数分析

基于数字图象处理技术,提取并分析了含结构裂缝照片中与裂缝分布有关的数字特征参数.首先考虑拍摄环境条件(如光线强度等),通过对灰度图像设定适当阈值来区分图像中的裂缝与图像背景,获得了相应二值图像;然后结合形态学膨胀与腐蚀技术,消除二值图像中的噪点,使用边缘检测技术提取裂缝的边缘图像;进而得到裂缝的面积、长度、平均宽度、宽度最大值、宽度最小值以及记盒维数等数字特征参数.这一方法为已有建筑物结构裂缝的确认与分析提供了一条新的途径.     

我国油砂分离技术研究进展

对我国在油砂分离技术方面的室内实验及现场工业试验的研究进展进行了综述。介绍了水洗分离技术、溶剂抽提技术、超声波辅助分离技术、热解干馏技术、生物处理技术和无剂处理技术等室内研究以及水洗处理工艺、热解干馏工艺在现场工业试验的研究情况。并对我国油砂分离技术目前存在的问题及发展趋势提出了一些建议。     

使用声发射测试结果预判岩爆等级

岩爆等级预判是进行岩爆灾害预警的重要基础,而岩爆本身的复杂性给岩爆预判带来了很大困难,为实现岩爆等级快速、准确地预判,采用声发射测试技术获取不同方向（纵向、斜向和横向）岩石的标准试样（直径为50mm、高度为100mm）在室内单轴压缩加载过程中的声发射特征,基于不同方向试件主破裂前的累积声发射能量E_q与最终破裂后的累积声发射能量E之比分别提出相应的岩爆等级预判新方法,并将预判结果与实际岩爆等级、传统方法的岩爆预判结果进行了对比。结果表明:基于不同方向试件E_q/E值的岩爆等级预判结果准确率均达到80%,与实际岩爆等级吻合性较好;与传统岩爆预判方法相比,基于E_q/E值的岩爆等级预判结果更为可靠;使用不同方向试件E_q/E值进行岩爆等级预判时,预判结果的准确率从高到低依次为纵向、斜向和横向。研究结果对于岩爆灾害防治具有一定的参考价值。     

黏性土层位的聚类与判别分析

使用层次聚类(HC)、模糊C-均值聚类(FCM)、学习矢量量化(LVQ)、贝叶斯判别方法进行了黏性土层位的聚类分析与判别分析.土样选自上海某工程的26个样本,每一样本考虑10个常规土工试验指标.研究表明,使用FCM时,如果所选变量超过3个,误判率大约为19.2%;使用HC时,如果变量选为10个、类间距离采用类平均法、样品距离不使用海明距离,误判率也为19.2%左右;选择全部10个变量、使用LVQ进行网络训练与预测时,误判率大约为10.4%;使用贝叶斯判别方法对土样进行判别时,已有土样交叉验证的误判率为5.2%左右,新土样的误判率为14.2%左右.数据输入输出和分析判别过程全部使用作者编制的应用程序完成.作者提出的黏性土层位的聚类和判别分析方法,对土样鉴别具有一定的参考价值,可为土的类型确定和性质评判提供许多有用的信息.     

基于试验视频图像的花岗岩细观组分运动过程研究

 单轴压缩条件下花岗岩中不同细观组分的运动过程对花岗岩变形破坏过程分析具有重要意义,可以使用视频图像处理技术进行研究。根据花岗岩试件室内常规单轴压缩试验时摄取的试验视频,在提取单帧图像、进行灰度化和二值化处理基础上,得到试样中石英、长石、黑云母的实际分布,用Fourier变换指数评价这些细观组分的形状特征及其随时间的变化过程,使用粒子图像测速技术得到不同时刻、不同细观组分的位移情况,研究细观组分的运动方向、破坏顺序及其与岩石变形破坏过程的关系。结果表明,Fourier变换指数可以用于定量评价花岗岩细观组分的形状特征和细观组分形状的改变过程;在单轴受压过程中,不同细观组分发生明显变形的先后顺序是黑云母、长石、石英;细观组分的运动方向主要是垂直于加荷方向。本文研究成果对于分析岩石变形破坏机理具有一定的参考价值。     

Strain field investigation of limestone specimen under uniaxial compression loads using particle image velocimetry

The particle image velocimetry (PIV) method was used to investigate the full-field displacements and strains of the limestone specimen under external loads from the video images captured during the laboratory tests. The original colorful video images and experimental data were obtained from the uniaxial compression test of a limestone. To eliminate perspective errors and lens distortion, the camera was placed normal to the rock specimen exposure. After converted into a readable format of frame images, these videos were transformed into the responding grayscale images, and the frame images were then extracted. The full-field displacement field was obtained by using the PIV technique, and interpolated in the sub-pixel locations. The displacement was measured in the plane of the image and inferred from two consecutive images. The local displacement vectors were calculated for small sub-windows of the images by means of cross-correlation. The video images were interrogated in a multi-pass way, starting off with 64×64 images, ending with 16×16 images after 6 iterations, and using 75% overlap of the sub-windows. In order to remove spurious vectors, the displacements were filtered using four filters: signal-to-noise ratio filter, peak height filter, global filter and local filter. The cubic interpolation was utilized if the displacements without a number were encountered. The full-field strain was then obtained using the local least square method from the discrete displacements. The strain change with time at different locations was also investigated. It is found that the normal strains are dependant on the locations and the crack distributions. Between 1.0 and 5.0 s prior to the specimen failure, normal strains increase rapidly at many locations, while a stable status appears at some locations. When the specimen is in a failure status, a large rotation occurs and it increases in the inverse direction. The strain concentration bands do not completely develop into the large cracks, and meso-cracks are not visible in some bands. The techniques presented here may improve the traditional measurement of the strain field, and may provide a lot of valuable information in investigating the deformation/failure mechanism of rock materials.     

强夯法加固软土地基的现场对比试验研究

本文结合上海某地基加固场地，选取两个试验区，从孔隙水压力消散、土体位移、静力触探、标准贯入试验、载荷试验及室内土工测试等方面对强夯法加固软土地基的效果进行了现场对比试验研究，并对强夯加固地基的方案及有效加固深度也作了探讨。     

岩石材料变形破坏过程应用程序开发

为了研究岩石表面变形破坏过程的变化特征,设计了一个可视化应用程序.该应用程序以岩石常规力学性质试验视频作为研究对象,包括静态图像处理界面和视频图像处理界面.静态图像处理界面由图像类型转换、图像边缘检测、图像形态学处理、图像滤波处理4个模块组成.视频处理界面则提供试验视频帧数、历时、帧图像大小和维数等基本信息.通过在可视化界面上进行所需参数设置实现了单帧图像特征纹理参数计算和岩石试样表面位移场的计算.本文还以两个示例说明了使用该应用程序进行岩石材料变形破坏过程分析的方法.本文成果对分析岩石材料变形特点和破坏机制具有一定的参考价值.     

基于ANSYS8.0软件的基坑开挖分析

SMW工法(Soil mixing wall的简称)作为基坑围护和防水帷幕的一种新工艺,具有施工速度快、止水效果显著、工程成本较低、污染小等特点,用于深基坑地下围护、特别是软土地基有很好的应用前景。通过运用ANSYS软件建模工具,结合SMW工法进行实体建模及网格划分,对深基坑开挖过程中土体和挡土墙的应力和位移变化进行了分析。     

彩钢板饰面层外墙外保温系统温度场分析

以大尺寸耐候试验箱的彩钢板饰面层外墙外保温系统为试验对象,提出了一套完整的外保温系统构造层温度场实测方案,测得高温-淋雨循环下彩钢板饰面层外墙外保温系统各构造层温度数据;根据实测结果对比分析了分别以泡沫玻璃、硬泡聚氨酯和泡沫混凝土作为保温材料的外墙外保温系统构造层温度场分布特征、延迟时间和衰减系数.结果表明,彩钢板饰面层外墙外保温系统饰面层、保温层的温度变化特征与箱内气温一致,界面层受箱内气温影响较小,变化比较平缓;窗口位置温度波动幅度较墙体中心位置大;硬泡聚氨酯保温隔热效果优于泡沫玻璃和泡沫混凝土.各系统墙体的温度波动在各构造层中的延迟时间相同,保温层使得墙体温度场衰减显著.