[發明專利]一種砂土種類識別與顆粒組分分析裝置

無效

• 申請號: 201210563649.5
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103048257A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 常方強
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G01N15/14
• 分類號: G01N15/14
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 車世偉

技術領域

本發明涉及工程地質領域，具體涉及一種砂土種類識別與顆粒組分分析裝置。

背景技術

砂土是一種常見的工程地基土，工程的性質與砂土的種類和砂土顆粒組分等性質密切相關，如相同密實度的粗砂承載力要比細砂的高，同等條件下粗砂與細砂比較，更不易產生砂土液化現象等等。因此，在工程勘察中，需要對砂土進行取樣和篩分以便對其進行檢測試驗，進而得到砂土種類、顆粒組分、不均勻系數、砂土曲率系數和顆粒級配等工程性質狀況。目前，獲得這些性質需要進行現場取樣，將砂土樣品運回試驗室，然后進行篩分試驗，再進行砂土顆粒組分分析等一系列操作，這需要花費大量的人力物力，給人們帶來了很多麻煩。

鑒于此，本案發明人對上述問題進行深入研究，遂有本案產生。

發明內容

本發明的目的在于提供一種操作簡單、使用方便且確定砂土性質準確、快速的砂土種類識別與顆粒組分分析裝置。

為了達到上述目的，本發明采用這樣的技術方案：

一種砂土種類識別與顆粒組分分析裝置，包括對砂土進行攝影以獲取砂土圖像的攝影系統，處理砂土圖像以得到砂土顆粒邊界化圖形的圖像處理系統，以及具有量測子系統、求解子系統、統計子系統、判別子系統和分析子系統的數據分析處理系統；

其中，上述量測子系統量測邊界化處理后的砂土顆粒圖像的面積，上述求解子系統將砂土顆粒圖像等效成同等面積的圓，并求出圓直徑，即為砂土顆粒的等效粒徑，上述統計子系統內具有設定的粒徑范圍，并統計出位于此設定的粒徑范圍內砂土顆粒圖像的面積占所有砂土顆粒圖像面積的比例，上述判別子系統根據內嵌的砂土分類標準表模塊判別出砂土種類，上述分析子系統具有砂土不均勻系數計算模塊、砂土曲率系數計算模塊、砂土顆粒組分曲線繪制模塊和砂土顆粒級配分析模塊；

上述攝影系統、圖像處理系統和數據分析處理系統依次工作配合連接在一起。

上述砂土分類標準表模塊選自國家標準《土的分類標準》模塊、國家標準《巖土工程勘察規范》模塊、行業標準《港口工程地質勘察規范》模塊、水利部行業標準《土工試驗規程》模塊、行業標準《鐵路橋涵地基和基礎設計規范》模塊、行業標準《公路土工試驗規程》模塊中的一種或多種。

上述攝影系統具有鏡頭，在所述鏡頭的內壁嵌設有光源。

上述數據分析處理系統具有顯示模塊。

采用上述技術方案后，本發明的砂土種類識別與顆粒組分分析裝置，包括對砂土進行攝影以獲取砂土圖像的攝影系統，處理砂土圖像以得到砂土顆粒邊界化圖形的圖像處理系統，和集量測子系統、求解子系統、統計子系統、判別子系統和分析子系統于一體的數據分析處理系統；量測子系統量測邊界化處理后的砂土顆粒圖像的面積，求解子系統將砂土顆粒圖像等效成同等面積的圓，并求出圓直徑，即為砂土顆粒的等效粒徑，統計子系統內具有設定的粒徑范圍，并統計出位于設定粒徑范圍內砂土顆粒圖像的面積占所有砂土顆粒圖像面積的比例，判別子系統根據內嵌的砂土分類標準表模塊判別出砂土種類，分析子系統具有砂土不均勻系數計算模塊、砂土曲率系數計算模塊、砂土顆粒組分曲線繪制模塊和砂土顆粒級配分析模塊，可得到砂土的不均勻系數、曲率系數、顆粒組分曲線和砂土顆粒級配；攝影系統、圖像處理系統和數據分析處理系統依次工作配合連接在一起，各系統利用各自的功能并依照相互配合工作的連接關系進行工作，與現有技術相比，本發明的砂土種類識別與顆粒組分分析裝置，僅需在現場通過攝影系統對砂土進行圖像采集，后續的圖像處理系統和數據分析處理系統便可自動對此砂土圖像進行分析判斷，進而得到砂土種類、顆粒組分、不均勻系數、砂土曲率系數和顆粒級配等工程性質狀況，免去取樣、運輸、篩分和計算分析等一系列復雜的人工操作，實現了自動化，操作簡單、使用方便且確定砂土性質準確、快速。

附圖說明

圖1為本發明的簡易結構示意圖；

圖2為本發明攝影系統的結構示意圖。

圖中：

1-攝影系統???????????11-鏡頭

111-光源?????????????2-圖像處理系統

3-數據分析處理系統???31-量測子系統

32-求解子系統????????33-統計子系統

34-判別子系統

341-國家標準《土的分類標準》(GBJ145-90)模塊

342-國家標準《巖土工程勘察規范》(GB50021-2001)模塊

343-行業標準《港口工程地質勘察規范》(JTJ240-97)模塊