[發(fā)明專利]一種土石混合體原位實時加壓下巖石破裂檢測方法

在審

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• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111754471A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設計）人: 武艷芳;李曉;李守定;赫建明;張召彬;毛天橋;鄭博;李關訪
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/136;G06T7/181;G06N3/04;G06K9/62
• 代理公司: 北京遠創(chuàng)理想知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11513
• 代理人: 吳迪

本發(fā)明涉及巖石破裂檢測技術領域，提供了一種土石混合體原位實時加壓下巖石破裂檢測方法，包括下述步驟：分割標記步驟，是對影像設備獲取的圖像進行閾值分割，根據(jù)分割結果對土、石塊、土和石塊之間的粘結面進行分割標記；獲取全應變場步驟，是根據(jù)巖石的全位移場獲取全應變場。采用本技術方案，經(jīng)過分割標記步驟和獲取全應變場步驟，能夠獲取土、石塊中兩者間黏結面處的應力變、量化應力變化趨勢，從而掌握土石混合體的變形破裂機理，實現(xiàn)防災減災。

技術領域

本發(fā)明涉及巖石破裂檢測技術領域，具體涉及一種土石混合體原位實時加壓下巖石破裂檢測方法。

背景技術

土石混合體作為一種填料被廣泛用于土石壩、鐵路、公路、機場、房屋地基、河堤等建筑工程，由土石混合體承載的各類工程建筑物、構筑物和地質(zhì)體的穩(wěn)定性問題都與土石混合體在應力環(huán)境下的變形破壞有關。

巖石宏觀破壞與巖石細觀結構及微裂紋生成、張開、剪切、聚結和閉合之間的動態(tài)耦合密切相關。因此，探索土石混合體的細觀結構，獲取破壞過程中的應力變化，從而在根本上掌握土石混合體的變形破裂機理，才能達到防災減災的目的。

現(xiàn)有技術中，獲取土石混合體的細觀結構主要有兩種方法：其一，工程尺度利用數(shù)字圖像，獲取現(xiàn)場的大幅圖像進行閾值分割，劃分為土體和石塊，利用模擬軟件建模型計算；其二，實驗室尺度制樣加工后進行壓裂掃描重建，獲取圖像進行計算。

現(xiàn)有技術中獲取土石混合體的細觀結構的方法，只是達到了土體與石塊的分割，但在土石混合體中，土、石塊中兩者間黏結面處不斷變化的微裂縫體積和尺寸分布，對土石混合體的破壞產(chǎn)生巨大的作用。因此，如何獲取土、石塊中兩者間黏結面處的應力變化，量化應力變化趨勢至關重要。

如何有效地解決上述技術問題，是目前本領域技術人員需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術問題或者至少部分地解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種土石混合體原位實時加壓下巖石破裂檢測方法。

土石混合體原位實時加壓下巖石破裂檢測方法，包括下述步驟：

分割標記步驟，是對影像設備獲取的圖像進行閾值分割，根據(jù)分割結果對土、石塊、土和石塊之間的粘結面進行分割標記。

獲取全應變場步驟，是基于分割標記步驟，通過巖石的全位移場獲取全應變場。

可選的，在所述分割標記步驟中，所述對影像設備獲取的圖像進行閾值分割，包括：

下采樣過程，是獲取圖像的參數(shù)的過程，并將所述參數(shù)作為初始化參數(shù)。

上采樣過程，是對下采樣過程中獲取到的圖像參數(shù)進行分割土體或分割土體和裂縫。

可選的，所述下采樣過程，包括卷積步驟，非線性變換步驟、池化步驟。

可選的，所述上采樣過程，包括卷積步驟、連結步驟、轉置卷積步驟、池化步驟。

可選的，在所述分割標記步驟中，對每一類的分割目標進行單獨的上采樣過程操作。

在所述上采樣過程中，輸出初始圖像中每個像素的標簽。

可選的，在所述上采樣過程中，還包括，提升圖像邊緣的連續(xù)性的計算方法，具體為：

其中，R是損失函數(shù)，i是像素，S(i)是鄰域像素的個數(shù)，pⁱ是像素i屬于目標對象的概率，j是鄰域像素中除了i以外的像素，p^j是目標對象的概率。

計算真實圖像的輸出值和模型輸出值之間的交叉熵，并將所述交叉熵作為損失函數(shù)，具體為：