[發明專利]巖土體孔隙率測量方法、裝置及智能終端

有效

• 申請號: 202111040156.9
• 申請日: 2021-09-06
• 公開（公告）號: CN113763351B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 陳湘生;沈俊;包小華;崔宏志;賈金青;梅國雄;邱桐
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/60;G06T7/62
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 朱陽波

本發明公開了巖土體孔隙率測量方法、裝置及智能終端，其中，巖土體孔隙率測量方法包括：獲取巖土體的土樣；采用掃描電鏡對所述土樣進行掃描，獲得微觀圖像；基于所述微觀圖像的灰度值，確定所述微觀圖像的閾值范圍；在所述閾值范圍內按照設定精度對所述微觀圖像進行切分，獲得二維等勢圖；根據所述二維等勢圖，確定所述巖土體的孔隙率并輸出。與現有技術相比，本發明方案通過掃描電鏡獲得土樣的微觀圖像，能夠清晰的展現土樣的微觀孔隙的數量和分布，再對微觀圖像按照設定精度進行切分和計算孔隙率，從而在真實的微觀結構基礎上計算孔隙率，計算結果精確度高，獲得真實孔隙率。

技術領域

本發明涉及巖土工程技術領域，尤其涉及的是一種巖土體孔隙率測量方法、裝置及智能終端。

背景技術

巖土的顆粒、顆粒聚合體、孔隙和孔隙體被稱為巖土的微觀結構體，其大小、形狀、方位、排列以及相互間接觸和聯結關系的總體稱之為巖土的微觀結構或微結構。由于巖土的微結構與其宏觀力學特性之間存在必然關系，在解釋巖土宏觀特性方面，從巖土微觀結構研究巖土的宏觀性質是一種科學有效的手段。

巖土微觀結構中的孔隙大小及其分布是導致巖土變形的主要原因之一，如地基沉降、邊坡失穩等都與巖土孔隙結構發生變化相關，因此研究巖土的孔隙率就顯得尤為重要。

但是，計算巖土體孔隙率一直是土力學中研究的難點。目前通過土的常規固結試驗進行，根據巖土體的表觀密度和巖土體的絕對密度來計算得到孔隙率，沒有在真實的巖土體微觀結構基礎上進行分析，計算獲得的是相對孔隙率，計算結果不準確，精確度不高。

因此，現有技術還有待改進和發展。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種巖土體孔隙率測量方法、裝置及智能終端，旨在解決現有技術中沒有依據微觀孔隙的數量和分布情況計算孔隙率、獲得的孔隙率精確度低的問題。

為了實現上述目的，本發明第一方面提供一種巖土體孔隙率測量方法，其中，上述方法包括：

獲取巖土體的土樣；

采用掃描電鏡對所述土樣進行掃描，獲得所述土樣的微觀圖像；

基于所述微觀圖像的灰度值，確定所述微觀圖像的閾值范圍；

在所述閾值范圍內按照設定精度對所述微觀圖像進行切分，獲得二維等勢圖；

根據所述二維等勢圖，確定所述巖土體的孔隙率并輸出。

可選的，在所述閾值范圍內按照設定精度對所述微觀圖像進行切分，獲得二維等勢圖，包括：

按照設定精度對所述閾值范圍進行劃分，獲得閾值點集合；

基于所述閾值點集合中的閾值點依次對所述微觀圖像進行二值化處理，獲得二值化圖像序列；

根據所述二值化圖像序列獲得二維等勢圖。

可選的，所述土樣包括取自同一巖土體的兩份對比土樣和一份原始土樣；獲取所述對比土樣，包括：

從所述巖土體上取得巖土體試樣；

將所述巖土體試樣研磨為粉狀，獲得粉狀試樣；

將所述粉狀試樣壓縮為片狀，獲得所述對比土樣。

可選的，根據所述二維等勢圖，確定所述巖土體的孔隙率并輸出，包括：

分別測量所述對比土樣的厚度獲得第一厚度、第二厚度；

根據所述對比土樣的微觀圖分別獲得第一灰度、第二灰度；

基于所述第一灰度、第二灰度和所述第一厚度、第二厚度獲得厚度灰度比；

根據所述厚度灰度比，獲得所述原始土樣微觀圖的閾值范圍所對應的厚度范圍；