巖石節(jié)理裂隙粗糙度測量及其分形維數(shù)研究.pdf

1、幾乎在所有巖體中都存在裂隙,精確有效的獲得巖石節(jié)理裂隙的幾何信息,對于巖石工程項(xiàng)目的成敗,山體災(zāi)害的精確預(yù)測起著至關(guān)重要的作用。巖石節(jié)理粗糙度系數(shù)JRC(Joint Roughness Coefficient)是估算巖石節(jié)理抗剪強(qiáng)度和變形指標(biāo)最重要的參數(shù)。JRC的正確確定對巖體結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度的計(jì)算有很大影響。本文著重通過圖像處理技術(shù)對巖石節(jié)理裂隙粗糙度測量進(jìn)行了研究:
　　 首先,本文提出了一種適合于巖石裂隙類邊緣提取的數(shù)字圖像

2、處理算法。通過分析破損巖石裂隙圖像像素點(diǎn)區(qū)域特征,在經(jīng)典的canny算子圖像處理算法的基礎(chǔ)上,提出了自適應(yīng)加權(quán)中值濾波并結(jié)合高斯濾波針對不同區(qū)域像素進(jìn)行預(yù)處理,算法能夠根據(jù)裂隙類圖像的區(qū)域特征自適應(yīng)進(jìn)行濾波,試驗(yàn)結(jié)果表明,本算法能夠提高裂隙邊緣檢測的準(zhǔn)確性,獲得比較理想的邊緣效果。
　　 其次,利用提取出的巖石裂隙邊緣圖像求得裂隙邊緣的分形維數(shù),實(shí)現(xiàn)了測量的自動化；同時基于VC平臺編寫了盒維數(shù)簡易算法,用分形幾何的盒計(jì)數(shù)方法對巴

3、頓的10條粗糙度曲線進(jìn)行了計(jì)算,進(jìn)一步分析了巖石節(jié)理裂隙粗糙度,建立了此種分形維數(shù)與粗糙度的新關(guān)系,為探索巖石節(jié)理裂隙的分形特征與其承受的動荷載之間的內(nèi)在規(guī)律,奠定了基礎(chǔ)。
　　 最后,為了更精確的得到粗糙度值,本文又從信息幾何參數(shù)分析了巖石節(jié)理裂隙粗糙度,并根據(jù)幾何信息參數(shù)量化了粗糙度值,利用圖像處理技術(shù)得到巖石節(jié)理裂隙曲線與其擬合直線的交點(diǎn)個數(shù),巖石節(jié)理裂隙曲線波峰與波谷之差,巖石節(jié)理裂隙曲線的角點(diǎn)個數(shù)三個信息幾何參數(shù)。通過