粘性土圖像區(qū)域特征分析及應(yīng)用.pdf

1、粘性土的工程性質(zhì)指標(biāo)(如含水量、重度、液限、塑限等)，通常要在室內(nèi)土工試驗結(jié)束以后，根據(jù)試驗成果及地區(qū)經(jīng)驗進行統(tǒng)計分析和綜合確定。通常，室內(nèi)土工試驗都需要一定的時間和費用。若能在現(xiàn)場勘察時盡快估計這些指標(biāo)大小，對工程建設(shè)將具有十分重要的意義。本文使用數(shù)字圖像處理技術(shù)分析勘察現(xiàn)場獲取的粘性土圖像，得到了圖像區(qū)域特征參數(shù)，建立了圖像特征參數(shù)與粘性土工程性質(zhì)指標(biāo)的回歸關(guān)系，實現(xiàn)了粘性土工程性質(zhì)指標(biāo)的快速估計。 原始圖像由勘察現(xiàn)場獲得。

2、現(xiàn)場用預(yù)先定制的、中間鏤空的5cm×5cm正方形標(biāo)尺作為參照物，在自然光照條件下距土樣5cm左右位置拍攝原狀土樣的橫截面照片，從照片中截取標(biāo)尺內(nèi)區(qū)域并轉(zhuǎn)化為灰度圖像及二值圖像。 使用數(shù)字圖像處理方法得到了反映粘性土圖像區(qū)域特征的許多數(shù)字參數(shù)。由灰度共生矩陣得到了反映灰度圖像區(qū)域特征的4個統(tǒng)計參數(shù)(對比度、相關(guān)度、角二階矩、逆差矩)；在二尺度小波分解水平下得到了粘性土圖像區(qū)域特征的9個能量參數(shù)(低頻分量能量占總能量的百分比、各分解

3、尺度下高頻細節(jié)分量能量占總能量的百分比、各分解尺度下高頻細節(jié)分量能量占該分解尺度下高頻細節(jié)總能量的百分比)；使用二尺度小波分解水平下低頻分量的灰度共生矩陣得到了低頻分量的4個統(tǒng)計參數(shù)；對粘性土二值圖像進行傅里葉功率譜分析獲得了9個圖像區(qū)域特征參數(shù)；用盒維數(shù)法提取了粘性土二值圖像的分形維數(shù)。 利用多元線性回歸方法，建立了圖像區(qū)域特征參數(shù)與常規(guī)土工試驗參數(shù)(重度、液限、塑限、比重和飽和度等)之間的回歸關(guān)系，并對這一關(guān)系進行了分析。在