[发明专利]岩体结构面直剪试验中剪切面积的测量方法

权利要求书

1.一种岩体结构面直剪试验中剪切面积的测量方法，其特征在于采用包括以下步骤的方法：

（1）采集照片：直剪试验后的岩体结构面照片采集，数码相机应进行垂直拍摄，采用近景摄影模式，像素≥1200万；

（2）裁剪与填充：对采集的岩体结构面彩色图片进行裁剪与填充，要求填充的颜色深于剪切部分的颜色；

（3）转换为灰阶图片：将裁减与填充后的岩体结构面彩色图片转换为灰阶图片；

（4）根据得到的岩体结构面灰阶图片，选择灰度阀值；

（5）转换为黑白二值图片：基于选择的灰度阀值，将岩体结构面灰阶图片转换为黑白二值图片；

（6）计算白色部分占整个图片的面积百分比，即岩体结构面直剪试验剪切面积百分比；

（7）根据拍照时采用的刻度尺作为参照物，计算出岩体结构面实际的总面积；

（8）求出岩体结构面直剪试验的剪切面积；

经过上述步骤，完成对岩体结构面直剪试验中剪切面积的测量。

2.根据权利要求1所述的岩体结构面直剪试验中剪切面积的测量方法，其特征是在将岩体结构面灰阶图片转换为黑白二值图片过程中，经灰度阀值处理后的岩体结构面图像满足，

，

式中：T为灰度阀值；x,y为图片中每个像素点的坐标；f(x,y)为灰阶图片中每个像素点对应的灰度值函数；g(x,y)为灰阶图片转换为黑白二值图片中每个像素点对应的灰度值函数；

标注为1的像素点对应剪切点，颜色设置为白色，标注为0的像素点对应非剪切点，表现为黑色。

3.根据权利要求2所述的岩体结构面直剪试验中剪切面积的测量方法，其特征在于所述岩体结构面为灰黑色、灰褐色、灰色的灰岩，其灰度阀值T为110-160。

4.根据权利要求2所述的岩体结构面直剪试验中剪切面积的测量方法，其特征在于对于其它岩性和颜色的岩体结构面，其灰度阀值T均根据观测规律获得；所述其它岩性的岩体结构面是指花岗岩、砂岩、页岩或大理岩等岩体结构面，所述其它颜色的岩体结构面是指白色、灰白色或黑色等岩体结构面。

5.根据权利要求1所述的岩体结构面直剪试验中剪切面积的测量方法，其特征是按照下述公式计算剪切部分占整个图片的百分比，即岩体结构面直剪试验剪切面积百分比：

，

式中：W为岩体结构面直剪试验剪切面积百分比，P_b为图片中剪切部分像素点个数；P_t为图片中岩体结构面总像素点个数。

6.根据权利要求1所述的岩体结构面直剪试验中剪切面积的测量方法，其特征是按照下述公式计算岩体结构面的实际面积：

，

式中：S为岩体结构面的实际面积，C为岩体结构面尺寸比例尺，a和b分别为图片中岩体结构面的长宽，A和B分别为实际中岩体结构面的长宽。

7.根据权利要求1、5和6所述的岩体结构面直剪试验中剪切面积的测量方法，其特征是按照下述公式求出岩体结构的剪切面积S’：

面直剪试验

式中：S’为岩体结构面剪切试验的剪切面积，S为岩体结构面的实际面积；W为岩体结构面直剪试验剪切面积百分比。

8.根据权利要求1所述的岩体结构面直剪试验中剪切面积的测量方法，其特征在于对于颜色较浅的岩样，在岩体结构面可以分离的前提下，进行直剪试验前，采用表面涂抹黑色墨水的方法进行改进，然后再进行步骤（1）-（8），同样得到岩体结构面剪切试验的剪切面积。