[发明专利]一种隧道施工现场围岩粗糙度测量的方法

权利要求书

1.一种隧道施工现场围岩粗糙度测量的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、对隧道开挖形成的毛洞内壁的部分区域进行围岩表面图像采集，获取所述部分区域的围岩表面图像；

步骤2、对所述围岩表面图像进行灰度处理，获得灰度图像；

步骤3、根据所述灰度图像的颜色深度，将所述灰度图像进行颜色区域划分，并计算不同颜色区域的面积占比；

步骤4、对进行围岩图像采集的区域进行抹灰处理，计算进行围岩图像采集的区域的围岩表面的粗糙度的平均深度；

步骤5、根据所述不同颜色区域的面积占比计算粗糙度深度的标准差，基于所述标准差和岩面粗糙度平均深度确定隧道围岩表面粗糙度正态分布函数，获得所述隧道围岩表面粗糙度的量化的评定。

2.根据权利要求1所述的隧道施工现场围岩粗糙度测量的方法，其特征在于：所述步骤1中围岩表面图像采集包括以下步骤；

步骤10、在装置底板的一侧安装用于进行图像采集的CCD装置，另一侧安装可相对所述装置底板转动的推杆；

步骤11、在装置底板上安装有所述CCD装置的一侧安装用于保持所述CCD装置与毛洞内壁距离恒定的间隔结构，并在所述间隔结构朝向毛洞内壁的一端固定滚轮；

步骤12、通过推杆将装置底板抵向毛洞内壁并推动装置底板沿毛洞内壁运动；

步骤13、通过推杆上的图像采集按钮控制推杆CCD装置对毛洞内壁进行围岩表面图像采集。

3.根据权利要求1所述的隧道施工现场围岩粗糙度测量的方法，其特征在于：所述步骤2包括以下步骤：

步骤20、对所述围岩表面图像进行直方图均衡化处理获得直方图均衡化图像；

步骤21、对所述直方图均衡化图像进行高斯平滑处理获得高斯平滑处理图像；

步骤22、对所述高斯平滑处理图像进行锐化处理获得锐化处理图像；

步骤23、对所述锐化处理图像进行图像边沿检测获得所述灰度图。

4.根据权利要求1所述的隧道施工现场围岩粗糙度测量的方法，其特征在于：不同颜色区域的面积占比采用公式(1)计算：

式中：m_i表示被划分在同一颜色区间区域的面积之和，M_A表示进行围岩图像采集的区域的面积，P_i被划分在同一颜色区间区域的面积之和与进行围岩图像采集的区域的面积占比。

5.根据权利要求4所述的隧道施工现场围岩粗糙度测量的方法，其特征在于：所述步骤4包括以下步骤，对进行围岩图像采集的区域进行抹灰处理，抹灰表面用刮板与岩面最高点刮平，计算进行抹灰区域的面积A和对该区域进行抹灰处理所使用的抹料的体积V，采用公式(2)计算围岩表面的粗糙度的平均深度h：

6.根据权利要求5所述的隧道施工现场围岩粗糙度测量的方法，其特征在于：所述步骤5包括以下步骤，依据正态分布模型的特点，找出颜色区域面积占比最大的区域，得到该颜色区域的面积占比Pimax，并由公式(3)计算标准差：

根据所述标准差，由公式(4)计算隧道围岩表面粗糙度不同深度所占比例的正态分布模型：

式中：h_i为不同的颜色区域所对应的围岩表面的粗糙度，从而实现隧道围岩表面粗糙度的量化的评定。