[发明专利]一种基于图像处理的胶结充填体微观参数敏感性分析方法

摘要

本发明公开了一种基于图像处理的胶结充填体微观参数敏感性分析方法，包括步骤：一、制成SEM扫描电镜样品和单轴抗压强度测试样品；二、采用胶结充填体单轴抗压强度测试装置分别对多个抗压强度测试样品进行单轴抗压强度测试，得到多个胶结充填体试样的单轴抗压强度；三、得到多个胶结充填体的微观参数组；四、计算机调用微观参数与单轴抗压强度的敏感性分析模块对多个胶结充填体试样的单轴抗压强度与多个胶结充填体的微观参数组进行敏感性分析，确定出胶结充填体对力学响应特性敏感的敏感性微观参数。本发明能够确定出胶结充填体对力学响应特性敏感的敏感性微观参数，能够很好地确定微观参数的主次关系，能够为研究新型胶结充填体贡献力量。

主权项

1.一种基于图像处理的胶结充填体微观参数敏感性分析方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、从不同养护龄期的多个胶结充填体试样(19)上各取一部分制成SEM扫描电镜样品，剩余部分作为单轴抗压强度测试样品；并对多个SEM扫描电镜样品和多个单轴抗压强度测试样品根据养护龄期一一对应编号；步骤二、采用胶结充填体单轴抗压强度测试装置分别对多个抗压强度测试样品进行单轴抗压强度测试，得到多个胶结充填体试样(19)的单轴抗压强度；步骤三、采用SEM扫描电镜和计算机(17)分别对多个SEM扫描电镜样品进行扫描和处理，得到多个胶结充填体的微观参数组；其中，对每个SEM扫描电镜样品进行扫描和处理，得到胶结充填体的微观参数组的具体过程为：步骤301、采用SEM扫描电镜对SEM扫描电镜样品进行扫描，形成SEM电镜扫描图像并存储到计算机(17)中；步骤302、所述计算机(17)将SEM电镜扫描图像的灰度像素值输入预先构建的模拟退火竞争神经网络中，得到模拟退火竞争神经网络的输出，所述模拟退火竞争神经网络的输出为亮、较亮、暗、最暗的四个胶结充填体聚类图像；步骤303、所述计算机(17)将灰度值最小一类的胶结充填体聚类图像确定为胶结充填体微观孔隙图，并对胶结充填体微观孔隙图进行二值化处理，再对孔隙区域进行二值反转处理，得到胶结充填体微观孔隙二值图；步骤304、所述计算机(17)调用孔隙图像定量分析模块对胶结充填体微观孔隙二值图进行分析处理，得到定量描述孔隙的分布、数量、方向和大小特征的胶结充填体的多个微观参数；步骤四、所述计算机(17)调用微观参数与单轴抗压强度的敏感性分析模块对步骤二中得到的多个胶结充填体试样(19)的单轴抗压强度与步骤三中得到的多个胶结充填体的微观参数组进行敏感性分析，确定出胶结充填体对力学响应特性敏感的敏感性微观参数；步骤二中所述胶结充填体单轴抗压强度测试装置包括座垫(10)和固定连接在座垫(10)顶部的多根拉杆(8)，以及用于给胶结充填体试样(19)施加轴向压力的轴向加压传力机构和用于给轴向加压传力机构提供动力的轴向加压动力系统；所述座垫(10)的底部固定连接有多个底座(15)，所述座垫(10)的顶部设置有用于放置胶结充填体试样(19)的试样放置槽，所述座垫(10)上位于所述试样放置槽的中心位置处设置有排水阀(5)；多根拉杆(8)的中部设置有用于固定多根拉杆(8)的固定架(11)，多根拉杆(8)的上部固定连接有顶部装载板(9)；所述轴向加压传力机构包括安装在顶部装载板(9)上的气缸(2)，所述气缸(2)的活塞杆向下设置，所述气缸(2)的活塞杆底部连接有压力传递板(3)；所述轴向加压动力系统包括压缩空气气源(4)和加压控制器(18)，以及一端与压缩空气气源(4)连接、另一端与气缸(2)连接的气体输送管(1)；所述气体输送管(1)上从连接压缩空气气源(4)到连接气缸(2)的位置依次设置有气动三联件(12)、压力传感器(13)和气缸控制电磁阀(14)，所述压力传感器(13)与加压控制器(18)的输入端连接，所述气缸控制电磁阀(14)与加压控制器(18)的输出端连接，所述加压控制器(18)通过通信模块(16)与计算机(17)连接。