岩土模型试验中土体变形的数字图像测量

第21卷 第1期岩石力学与工程学报 21(1)：73～762002年1月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Jan .，20022000年2月14日收到初稿，2000年4月30日收到修改稿。

* 国家攀登项目(95-S-05)SSTC 和地震科学基金(100006)联合资助项目。

作者 赵永红 简介：女，1958年生，博士，现任副教授，主要从事地球动力学、实验岩石力学、高温、高压岩石力学方面的科研与教学工作。

用数字图像相关技术进行岩石损伤的变形分析*赵永红 梁海华 熊春阳 方 竞（北京大学地球物理/地质学系 北京 100871） （北京大学力学与工程科学系 北京 100871）摘要 提出用数字图像相关技术研究含微裂纹的岩石的变形。

在不同载荷作用下，用扫描电镜获得细砂岩表面的灰度分布图，用相关分析处理灰度分布图获得位移分量。

将加载和卸载试件表面的灰度分布图进行相关计算，得到的位移分布与微裂纹分布密切相关，在裂纹附近，位移指向裂纹，大小和方向都很不规则，而远离裂纹，位移的方向较一致，大小变化也不大，表明在微裂纹所分隔的不同区域内，位移场是不同的，表现出岩石损伤中的微裂纹的张开或闭合效应。

最后对该系统在地震、滑坡、岩体工程和地形变等领域非接触变形测量中的应用前景进行了讨论。

关键词 岩石微裂纹，位移场，数字图像相关分类号 TU 454 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2002)01-0073-041 引 言岩石的断裂和破坏往往是一个渐进的过程，伴随着微裂纹的起裂、增长和串接，进而引起断裂失效。

由于含有大量的微裂纹与微孔洞，不同的岩石材料表现出不同的断裂力学行为。

显微观测应力诱发的微裂纹对研究岩石试样的裂纹的增长机制是十分有效的。

人们可以用分形几何描述裂纹的分布特征[1~4]，或检验微裂纹串接形成断裂的转变过程[5]等。

为了了解含有不同尺寸或方向裂纹的岩石的形变机理，定量地分析在外载作用下岩石微裂纹周围的位移场及其变化过程是十分必要的。

基于数码相机的土三轴试样变形的数字图像测量
王靖涛;曹红林;丁美英;程涛
【期刊名称】《土木工程与管理学报》
【年(卷),期】2004(021)002
【摘要】将数码相机用于土三轴试样变形的图像采集,提出了一种基于数码相机的土三轴试样变形的数字图像测量方法.通过与常规土三轴试验测量结果对比,说明了该方法的可行性和优越性,它不仅可以克服常规三轴试验方法中存在的诸多缺陷,而且具有较高的测量精度,是一种简单、有效且有广阔发展前景的测量方法.
【总页数】4页(P1-3,15)
【作者】王靖涛;曹红林;丁美英;程涛
【作者单位】华中科技大学,土木工程与力学学院,湖北,武汉,430074;华中科技大学,土木工程与力学学院,湖北,武汉,430074;华中科技大学,土木工程与力学学院,湖北,武汉,430074;华中科技大学,土木工程与力学学院,湖北,武汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】TU411
【相关文献】
1.三轴试样变形数字图像测量误差和精度分析 [J], 王助贫;邵龙潭;刘永禄;韩国城
2.基于数字图像测量系统的三轴试样变形研究 [J], 王健;郭莹
3.基于数字图像测量系统的三轴试样变形研究 [J], 王健;郭莹
4.基于数字图像测量技术的粉煤灰三轴试样剪切带研究 [J], 王助贫;邵龙潭;孙益振
5.基于图像测量方法的非饱和压实土三轴试样变形测量 [J], 董建军;邵龙潭;刘永禄;姚涛
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岩土工程试验中数字图像测量技术的应用探析
罗林;罗莉;陈海军;杨勇
【期刊名称】《中国住宅设施》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】岩土工程的主要目的是解决岩土体的工程问题。

作为土木工程的重要研究领域,岩土工程受到业内的高度关注,从而推动了与之相关的技术的快速发展,其中包括数字图像测量技术。

岩土工程中的数字图像测量涉及多个方面的内容,例如土工试验和图像识别。

因此,本文将从三轴试验和数字图像测量技术的分析入手,对岩土工程试验中数字图像测量技术的应用进行论述。

【总页数】3页(P31-33)
【作者】罗林;罗莉;陈海军;杨勇
【作者单位】中国建筑材料工业地质勘查中心四川总队
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.数字图像技术在岩土工程中的应用综述
2.数字图像测量技术在岩土工程试验中的应用研究
3.数字图像测量技术在岩土工程试验中的运用
4.数字图像测量技术在岩土工程试验中的应用
5.数字图像技术在岩土工程中的应用探讨
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数字图像测量技术在岩土工程试验中的应用研究摘要：21世纪以来随着计算机技术的飞速发展，数字图像处理技术在我们的现实生活和生产实践活动中的应用也相当的广泛。

本文首先分析了数字图像测量技术的特点和作用，然后具体论述了数字图像测量技术在岩土工程试验中的的应用。

关键词：岩土工程；数字图像测量技术；地质信息1前言数字图像处理技术是通过计算机对图像去除噪声、增强、复原、分割提取特征等处理的方法和技术。

计算机先将图像信号转换成数字信号并对其处理。

由于计算机的高效性能的特点，数字图像处理技术得以利用。

计算机历史发展的许多年来，与之一同发展的就是计算机数字图像处理技术。

此技术已经被广泛应用到各个领域，并且人们对它的需求越来越高，所以它的重要性就越来越高。

2数字图像处理技术计算机是一种能把各种形式的信息转化成数字信息存储在电脑中的工具，之后对数字图像信息进行降噪、增强、复原、分割、特征提取的处理，这一系列的处理过程，就叫做数字图像处理。

数字图像处理需要计算机的软硬件相结合才能达到一个比较好的效果。

数字图像处理能够产生更让人类视觉习惯的图像，例如对图像的亮度、对比度，色彩饱和度等进行调整等。

数字图像处理技术还可以提取图像中的一些细节和特殊的信息，以便计算机对图像进行分析，从而可以帮助人们分析一些数字性信息。

并且计算机可以对图像进行压缩，减小了对储存空间的使用，也同时提高了传输图片的效率。

并且在现在这样一个互联网时代，信息安全是一个很重要的隐私，数字图像处理技术可以对其进行监控和鉴别。

（1）图像压缩技术。

图像压缩技术是一个很有研究价值的课题，也是当今比较热门的技术。

通过对图像进行压缩处理，即使占用空间内存大大降低，同时在传输的过程中可提高传输效率和对数据的安全性也大大提高了。

因此，通过对通过有效的方法进行图像压缩，对提高计算机的使用效率具有重要的价值。

（2） 边缘检测技术。

边缘就是指图像中的灰度变化比较大的区域之间的边界。

GeoPIV图像处理技术及其在岩土试验中的应用田丹;曾冠【摘要】This paper introduces the basic principle of GeoPIV image processing technology and analyzes the improved algorithm GeoPIV-RG for comparison.And a slope model test is conducted to try the image processing GeoPIV-RG and the analysis results include displacement nephogram and contour map.It is ideal to display the evolution of slope failure.%介绍了GeoPIV图像处理技术的基本原理,对比分析了其改进算法GeoPIV-RG,并通过一组边坡模型试验运用GeoPIV-RG图像处理技术,分析得到了较为理想的边坡位移云图和等值线图,展示了边坡变形破坏演化过程.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2017(043)004【总页数】3页(P99-101)【关键词】图像处理;GeoPIV;边坡;岩土模型【作者】田丹;曾冠【作者单位】同济大学,上海 200092;海南海建工程监理有限公司,海南海口570203【正文语种】中文【中图分类】TU411GeoPIV是一个利用PIV算法原理，基于土工模型试验连续照片计算位移数据的Matlab计算模块，早期是由Adrian提出用于试验流体理论中的流速测试[1]，之后被广泛用于岩土试验的土体变形测量。

基于PIV算法的改进算法有很多，包括White提出的GeoPIV技术及Sveen和Cowen提出的MatPIV，Thielicke and Stamhuis提出的PIVlab以及Taylor提出的OpenPIV，其中一些算法还被编入商业软件，申请了专利。

数字图像技术在岩土工程中的应用探讨摘要：本文旨在探讨数字图像技术在岩土工程领域的应用。

数字图像技术是近年来快速发展的一种非接触式测试方法，通过采集和分析岩土体的图像数据，可以提供丰富的信息来评估岩土体的性质和行为。

本文介绍了数字图像技术的基本原理和方法，探讨了其在岩土工程中的应用领域，包括岩土体的颗粒分析、孔隙结构表征、变形监测等方面。

通过对相关研究成果的综述和分析，本文总结了数字图像技术在岩土工程中的优势和局限性，并展望了其未来的发展方向。

关键词：数字图像技术；岩土工程；非接触式测试；颗粒分析；孔隙结构一、引言岩土工程是土木工程领域中的一个重要分支，涉及到土壤和岩石的性质、行为以及与工程结构相互作用的问题。

在岩土工程实践中，准确地了解和评估岩土体的特性对于设计和施工的成功至关重要。

传统的岩土工程测试方法通常需要通过实地取样和实验室测试来获取所需的参数和性质，但这种方法存在着一些局限性，如样本获取的困难、时间成本高以及对土体产生干扰等。

二、数字图像技术的基本原理和方法数字图像技术是一种基于图像采集、处理和分析的非接触式测试方法，广泛应用于岩土工程领域。

在本部分，将介绍数字图像技术的基本原理和方法，包括图像采集、处理和分析的流程。

第一，数字图像技术的基本原理是基于光学成像原理。

通过将岩土体放置在摄像机的视野范围内，利用高分辨率的摄像机对岩土体进行拍摄，获取高质量的岩土体图像。

通常，为了获得更多的信息，可以采用不同角度、不同光源和不同分辨率的摄像机进行拍摄。

第二，数字图像技术的图像处理是对采集到的图像进行预处理和增强，以提高图像的质量和可用性。

预处理包括图像去噪、图像修复和图像校正等步骤，以去除图像中的噪声、伪影和畸变等因素。

图像增强可以通过调整图像的亮度、对比度和色彩等参数来改善图像的可视化效果。

在图像处理完成后，数字图像技术的分析阶段涉及到对图像中的特征和信息进行提取和分析。

常见的分析方法包括边缘检测、图像分割、图像配准和图像测量等。

浅谈三轴试验土样变形的数字图像测量方法及其应用摘要：数字图像测量是土工项目中三轴试验土样变形测量的重要方式，实现其测量方式的规范应用，能够实现三轴试验土样变形测量误差的有效控制。

本文在阐述数字图像测量系统结垢基础上，对传统三轴试验土样变形测量的结果进行分析，并指出数字图像测量在三轴试验土样变形测量中的具体应用。

期望有利于数字图像测量方法应用质量的提升，进而在保证三轴试验土样变形测量准确性的同时，实现土工测量工程的进一步发展。

关键词：三轴试验；土样变形；数字图像测量；亚像素角点检测作为工程建设的基本材料，土样材料包含了固、液、气三种不同的介质，结构属性具有较高的复杂性，对于工程建设具有加大影响。

实践过程中，为确保土质成分的合理把控，工程建设人员会在三轴试验测量方式的应用下，实现土体应力应变和强度特性的测量分析；然而面对着复杂化的工程建设环节，其测量结果存在一定误差，基于此，数字图像测量法在三轴试验土样变形测量中得以广泛应用。

一、数字图像测量系统结构数字图像测量系统是一种全新化的变形测量数段，其在CCD传感器、图像采集卡、计算机和图像处理软件的支撑下，实现了土工三轴试验测量的高精度、高效率进行[1]（见图1）。

实践过程中，数字图像测量系统会对包裹土样的橡皮膜边缘和表面标志线进行识别，从而实现其变形情况的有效把控。

从测量过程来看，数字图像测量系统基于传统的三轴剪切试验设备产生。

为确保数字图像测量系统应用的规范，确保土样测量中成像清晰的把控，故而需要对其设备应用进行以下规范：其一，进行黑色橡皮膜的应用，确保橡皮膜与背景色的反差清晰，并借助白色标志线的加印，实现轴向变形测量中参照对象的控制合理。

其二，注重测量过程中压力室的规范建设，避免传统测量中圆形压力室折射现象对测量结果的影响。

其三，优化数字图像测量系统的照明系统，确保测量成像后，三轴土样轮廓和标志线的清晰、分明。

二、三轴试验土样变形测量结果分析1、三轴试验土样变形测量三轴试验土样变形测量中，压力室、轴向加荷系统、周围压力施加系统、孔隙水压力量测系统等都是其主要的组成部分。

数字图像技术在岩土工程中的应用分析摘要：伴随着社会经济不断的发展，各种建设项目也日渐增多，在开展建筑项目作业时，利用常规技术方法分析岩土工程的水文地质情况，只能获得定性描述分析，无法获取岩土的深度数据情况。

下面本文就数字图像技术在岩土工程中的应用进行简要分析，以期为相关工作提供一定的参考。

关键词：数字图像技术；岩土工程；应用1数字摄影测量技术概述数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理，通过有效提取所摄对象的主要信息内容，后续应用数字的方法对所涉对象的物理信息以及几何结构进行有效的表示。

数字摄影测量技术主要结合了计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的知识以及应用方式。

在大数据时代下，随着信息技术手段的快速发展，数字摄影测量技术所包含的数字图像处理功能模式，识别功能以及人工智能专家系统等各类内容都在不断地完善以及创新，由此使得数字摄影测量技术的主要功能以及内涵已经远超于传统摄影测量的范围。

数字摄影测量技术在实际应用过程中与模拟解析摄影测量有着极大的区别，数字摄影测量技术在处理原始信息时，可以通过相片的形式展现出来，也可以借助于数字影像或数字化影像的方式展出。

因此，在数字摄影测量技术实际应用过程中，最终的展现形式是以计算机的视觉代替人眼的立体测量，所得到的数据内容会更加的精准，也更加的全面。

2数字图像技术的应用场景（1）工业测量：提高测图精度，能提高数据处理效率，提升工程测量的水平，在工程测量的数据信息获取管理和处理等方面有重要意义。

（2）桥梁、架空高压输送线缆、建筑设施等变形监测：用于监控桥梁、高压电塔，建筑物的位移、沉降、倾斜变形情况。

（3）塔吊等机械变形监测：用于监测塔吊的位移、倾斜变形情况。

（4）铁路、高速公路边坡监测：用于监测边坡的表面位移、沉降、裂缝变形情况。

（5）水库大坝的安全监测：用于监测大坝顶部及坝体的位移、裂缝变化情况。

（6）地质灾害监测等：用于监测地灾点的位移、沉降变形情况。