[发明专利]一种泥沙颗粒暴露度的测量方法

摘要

本发明提出一种泥沙颗粒暴露度的测量方法，包括：步骤一、将槽道放置在试验水槽中，将所研究的泥沙颗粒均匀铺设在试验水槽中；步骤二、冲刷试验水槽床面，当床面上泥沙颗粒基本全部动时停止水流；步骤三、CT机对槽道中的泥沙颗粒进行全息扫描后将扫描所得横断面图像数据传送给计算机；步骤四、重构槽道内泥沙颗粒的三维空间结构，选取床面上一颗泥沙并生成二维图像，提取泥沙颗粒相对于其下游颗粒的暴露高度，将暴露高度除以其粒径即得到该泥沙颗粒的暴露度；步骤五、将泥沙颗粒暴露度数据进行直方图统计分析，求解泥沙颗粒暴露度期望和方差，并进行泥沙颗粒暴露度概率密度分析。本发明具有不破坏床面，数据提取精度高的优点。

主权项

1.一种泥沙颗粒暴露度的测量方法，其特征在于：其采用槽道(1)、试验水槽(2)、医用CT机(3)、以及计算机(4)进行测量，试验水槽(2)上设有水槽水泵，所述槽道(1)为与试验水槽(2)等宽且两端开口的槽道；所述测量方法包括以下步骤：步骤一、将槽道(1)放置在试验水槽(2)中，将所研究的泥沙颗粒均匀铺设在试验水槽(2)中，铺沙厚度与槽道(1)高度相等，且试验水槽(2)内的铺沙长度要远大于槽道(1)的长度；步骤二、开启水槽水泵，利用恒定均匀水流冲刷试验水槽(2)床面，逐渐增大流量，当床面上泥沙颗粒基本全部动时，停止水流，此时床面上的泥沙颗粒之间为自然排列，铺沙时的人为因素消失；步骤三、待水流缓慢放空后，将槽道(1)连同槽道(1)内的泥沙颗粒从试验水槽(2)中取出，放置在医用CT机(3)上进行全息扫描，CT机(3)对槽道(1)中的泥沙颗粒进行全息扫描后将扫描所得横断面图像数据传送给计算机(4)；步骤四、计算机(4)根据医用CT机(3)传送的一系列的横断面图像数据，利用三维容积重建算法插值重构槽道(1)内泥沙颗粒的三维空间结构，选取床面上一颗泥沙作为研究对象，选取最优的方位对泥沙颗粒的三维空间影像进行旋转切割，生成二维图像，利用图像处理的方法提取所研究泥沙颗粒相对于其下游颗粒的暴露高度H，将所提取的暴露高度H除以其粒径D即可得到该泥沙颗粒的暴露度，选取其余泥沙颗粒进行相同步骤的操作；步骤五、将计算得到的泥沙颗粒暴露度数据进行直方图统计分析，求解泥沙颗粒暴露度期望和方差，并进行泥沙颗粒暴露度概率密度分析。