[發明專利]基于CT動態掃描的巖石損傷斷裂細觀演化三維重構方法

有效

• 申請號: 201710302682.5
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107037064B
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 孫赑;朱珍德;羅志華;田源;吳楠;張聰;盧文斌;孔洋;龔超;徐晨城
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N23/046
• 分類號: G01N23/046
• 代理公司: 32204 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)
• 代理人: 李曉靜

1.一種基于CT動態掃描的巖石損傷斷裂細觀演化三維重構方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，制作三維重構所需要的試樣材料，試樣軸向長度L＝(n-1)·Δ，其中n為CT機探測器的排數，Δ為層間距；

S2，將所述步驟S1制成的試樣放在RMT伺服試驗機上，并架設多排CT機：

S2.1，將所述步驟S1中制成的試樣放在RMT伺服試驗機上，并對RMT伺服試驗機相關試驗參數進行調試；

S2.2，架設多排CT機X線束發生器和探測器，相鄰的探測器之間通過彈性體黏結，相鄰的X線束發生器之間也通過彈性體黏結，一端的線束發生器和探測器通過擋板與RMT伺服試驗機連接，并進行調試，與數據采集通道連接，探測器沿Z軸方向依次排列即可；

S3，將所述步驟S2的試樣進行荷載試驗，并通過數據采集通道獲得CT值；

S4，將所述步驟S3的CT數據進行處理并重構，實現試樣損傷斷裂細觀演化動態過程的三維重構。

2.根據權利要求1所述的基于CT動態掃描的巖石損傷斷裂細觀演化三維重構方法，其特征在于，所述步驟S3包含：

S3.1，對所述步驟S2中的試樣進行荷載試驗；

S3.2，將CT掃描得到的CT數通過數據采集通道傳送到計算機系統，并進行處理，處理方法如下

d(x,y,z)＝1-[h(x,y,z)+1000]/[maxh(x,y,z)+1000]

式中d為破損度，h(x,y,z)為空間某一點的CT數，x,y,z為空間坐標點，破損度d介于0與1之間，值越大破損度越大，由于CT掃描時獲取的信息量較大，因此對計算機運算速度要求比較高。

3.根據權利要求1所述的基于CT動態掃描的巖石損傷斷裂細觀演化三維重構方法，其特征在于，所述步驟S4包含：

S4.1，將所述步驟S3的CT數據進行圖像處理，處理工具采用MATLAB，首先對各層采集圖像進行二值化，再利用邊緣檢測算子Canny算子對CT圖像進行邊緣檢測和提取，通過計算處理，得到各層坐標數據；

S4.2，對同一時間段的各層的坐標數據按探測器順序依次進行累加，累加間距為探測器初始設置間距，進而得到各層坐標數據的Z軸坐標值，經程序計算輸出得到三維模型；

S4.3，再對各個三維模型按時間順序進行排列，可以觀察到試樣從完整到破壞過程中，在細觀尺度上微裂隙從生成到擴展的三維動態演化過程，從而為巖石混凝土的破壞機理研究提供有效的參考。