[發明專利]一種流態混凝土拌合物流變性能實時檢測方法

有效

• 申請號: 202010520934.3
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111650088B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 田正宏;孫嘯;李昂
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李淑靜

1.一種流態混凝土拌合物流變性能實時檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、連續獲取流態混凝土拌合物的多幅圖像，構成混凝土拌合物流態圖像族；

S2、以固定的圖像曝光閾值對所述混凝土拌合物流態圖像族中的每一幅圖像進行強化處理；

S3、對每一幅強化處理后的圖像，分別通過分形和多重分形分析方法計算分形維數和多重分形譜參數，獲得粗骨料在砂漿體中的分布特征，其中分形基于盒計數方法計算分形維數，多重分形基于盒計數方法依據骨料分布信息計算得到流態混凝土拌合物增強后圖像的多重分形譜參數；

S4、統計該圖像族的分形維數和多重分形參數在各統計分組區間內出現的頻次，基于統計學原理得到流態混凝土拌合物中粗骨料分布參數的取值范圍和置信區間，其中通過對步驟S3中獲得的分形維數參數D和多重分形的多特征譜寬參數Δα進行統計分析，通過計算它們的均值和標準差，基于正態分布原理得到分形維數最大值D_max、分形維數最小值D_min、多重分形譜寬最大值Δα_max、多重分形譜寬最小值Δα_min；

S5、根據分形維數和多重分形譜參數，結合粗骨料分布參數的取值范圍和置信區間，得到定值配比下流態混凝土拌合物的流變參數范圍，具體包括：

結合粗骨料分布參數的取值范圍和置信區間以及混凝土流變學原理，基于流態混凝土拌合物的配合比，根據粗骨料的堆積密度與粗骨料結構的分形維數和多重分形譜寬參數的區間獲得流態混凝土拌合物的屈服強度和塑性粘度的范圍，其中屈服強度τ₀和塑性粘度η的上下界通過下式來確定：

式中，φ為流態混凝土拌合物中粗骨料的堆積密度，φ_max為流態混凝土拌合物中粗骨料的最大堆積密度。

2.根據權利要求1所述的流態混凝土拌合物流變性能實時檢測方法，其特征在于，所述步驟S2中對所述混凝土拌合物流態圖像族中的每一幅圖像進行強化處理包括：

獲取原始圖像的直方圖，根據曝光閾值將直方圖細分為兩個直方圖；

對每個細分后的子直方圖分別進行均衡，得到對比度增強的子圖像；

將子圖像疊加合并得到增強后圖像。

3.根據權利要求1所述的流態混凝土拌合物流變性能實時檢測方法，其特征在于，所述分形維數的計算具體包括：所述分形維數的計算具體包括：用一個尺寸為ε×ε的盒子遍歷整個圖片，至少包含有一個孔隙像素的盒子數量為N(ε)，用下式求解分形維數D：

4.根據權利要求1所述的流態混凝土拌合物流變性能實時檢測方法，其特征在于，所述多重分形譜參數的計算方法包括：

所述多重分形譜參數的計算方法包括：

將所述增強后圖像均分成L²個ε×ε大小的格子，計算第(i,j)個格子中灰度值分布概率P_ij(ε)：

式中，n_ij是每一個格子中大于指定灰度閾值的像素的個數；∑n_ij為整個圖像中所有大于指定灰度閾值的像素的個數；

構造配分函數χ_q(ε)對概率P(ε)用q次方進行加權求和，表示為如下形式：

式中，q為矩的階數(-∞＜q＜∞)，τ(q)表示配分函數和ε之間的函數關系，改變q的大小得到不同ε下的配分函數；

通過勒讓德變換，得到多重分形子集的多重分形譜f(α)：

式中，α表示單一格子的奇異程度；

依據所述多重分形譜f(α)計算圖像的多特征譜寬參數Δα。