一種基于圖像處理的透水混凝土孔隙特征的檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于±木工程領(lǐng)域，具體設(shè)及一種基于圖像處理的透水混凝±孔隙特征的 檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，國內(nèi)外對(duì)透水混凝±的研究和應(yīng)用越來越廣泛。透水混凝±是由水、水泥 和粗骨料組成的，采用粗骨料作為骨架，水泥凈漿或加砂漿薄層包裹在粗骨料顆粒的表面， 作為骨料顆粒之間的膠結(jié)層，骨料顆粒通過硬化的水泥漿薄層膠結(jié)而形成多孔的堆積結(jié) 構(gòu)。因此混凝±內(nèi)部存在大量的孔隙，包括連通孔隙、開口但不連通孔隙、內(nèi)部閉合孔隙，總 稱為總孔隙率?？偪紫堵蕦?duì)透水混凝上的密度和強(qiáng)度等有著直接的影響。內(nèi)部孔徑分布對(duì) 透水混凝±的透水效果有很大影響。
[0003] 透水混凝±的總孔隙率和內(nèi)部孔徑分布，該兩個(gè)參數(shù)對(duì)于透水混凝±的性能評(píng)價(jià) 都有重要作用。透水性混凝±孔隙率現(xiàn)有測定方法主要分為美國CoreLok真空密度儀和日 本《透水性混凝±河川護(hù)堤施工守則》測定透水混凝±孔隙率的方法。該兩種方法因?yàn)闊o 法測定內(nèi)部閉口孔隙，都把它忽略了，所W都無法測定透水混凝±的總孔隙率（包括連通 孔隙、開口但不連通孔隙、內(nèi)部閉合孔隙S部分），也無法測定內(nèi)部孔徑分布。總孔隙率能夠 反映透水混凝±的密度和強(qiáng)度等性質(zhì)。內(nèi)部孔徑分布能夠反映透水混凝±的透水效果，孔 徑大則透水效果好而且不易堵塞，孔徑小則透水效果差而且易堵塞。因此，對(duì)于透水混凝± 的總孔隙率及內(nèi)部孔徑的測定，目前還沒有相關(guān)規(guī)定和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種實(shí)驗(yàn)操作簡單，數(shù)據(jù)處理方便，而且最終結(jié)果 穩(wěn)定可靠的基于圖像處理的透水混凝±孔隙特征的檢測方法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] 一種基于圖像處理的透水混凝±孔隙特征的檢測方法，包括W下步驟：
[0007] 步驟（1);把透水混凝±試件進(jìn)行橫向切割，W暴露出完整和平滑的切割平面為 實(shí)驗(yàn)面；
[000引步驟（2):獲取經(jīng)過磚粉處理的透水混凝±實(shí)驗(yàn)面的正面照片；
[0009] 步驟（3);從獲取的透水混凝±實(shí)驗(yàn)面的正面照片中截取出面積最大的形狀規(guī)則 的試件橫截面圖片，并計(jì)算其總像素值；
[0010] 步驟（4);對(duì)步驟（3)獲得的圖片進(jìn)行黑白化處理，使得孔隙成為統(tǒng)一的純黑色；
[0011] 步驟（5);提取步驟（4)中經(jīng)過黑白處理后的圖片的孔隙圖像，并且計(jì)算孔隙圖像 中的各個(gè)封閉孔隙的像素值及孔隙總像素值；
[0012] 步驟化）；根據(jù)步驟（5)所得到透水混凝±試件橫截面的各個(gè)孔隙的像素值和孔 隙總像素值來計(jì)算總孔隙率及內(nèi)部孔徑的分布情況：
[001引步驟（7);重復(fù)W上步驟，獲得同一透水混凝上試件多個(gè)切割面上的總孔隙率W 及孔徑的分布情況，各個(gè)面總孔隙率再取平均值，得到透水混凝±試件總孔隙率，獲取透水 混凝±的孔隙特征。
[0014] 所述步驟（1)中透水混凝±試件的形狀為圓柱體。
[0015] 所述步驟（2)中磚粉處理透水混凝±實(shí)驗(yàn)面的過程為：
[0016] 為了準(zhǔn)確區(qū)分實(shí)驗(yàn)面的孔隙和混凝±，用磚粉填滿實(shí)驗(yàn)面的孔隙，除去多余的磚 粉，用刷子刷去透水混凝±實(shí)驗(yàn)面的表面多余的磚粉，先橫向把實(shí)驗(yàn)面整個(gè)面刷一遍，再縱 向刷一遍，最后用棉簽擦去混凝±實(shí)屯、切割面沾上的磚粉。
[0017] 所述步驟（2)中采用像素?cái)?shù)百萬及W上的普通照相機(jī)或手機(jī)獲取經(jīng)過磚粉處理 的透水混凝±實(shí)驗(yàn)面的正面照片。
[0018] 所述步驟（3)中試件橫截面為圓面。
[0019] 透水混凝±試件橫截面的總孔隙率P的表達(dá)式為：
[0020] _ A 口 = T
[0021] 其中，A表示從獲取的透水混凝±實(shí)驗(yàn)面的正面照片中截取出面積最大的形狀規(guī) 則的試件橫截面圖片的總像素值;Ai表示孔隙圖像中的孔隙總像素值。
[0022] 透水混凝±試件橫截面上的各個(gè)封閉孔隙分布情況的表達(dá)式為：
[0023] a, 巧=7
[0024] 其中，a康示孔隙圖像中的第i個(gè)封閉孔隙的像素值；i = 1，2. ... n，n表示正整 數(shù)。
[0025] 透水混凝±試件總孔隙率^的表達(dá)式為：
[0026]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于圖像處理的透水混凝±孔隙特征的檢測方法，其特征在于，包括w下步 驟： 步驟（1);把透水混凝±試件進(jìn)行橫向切割，W暴露出完整和平滑的切割平面為實(shí)驗(yàn) 面； 步驟（2);獲取經(jīng)過磚粉處理的透水混凝±實(shí)驗(yàn)面的正面照片； 步驟（3);從獲取的透水混凝±實(shí)驗(yàn)面的正面照片中截取出面積最大的形狀規(guī)則的試 件橫截面圖片，并計(jì)算其總像素值； 步驟（4);對(duì)步驟（3)獲得的圖片進(jìn)行黑白化處理，使得孔隙成為統(tǒng)一的純黑色； 步驟（5);提取步驟（4)中經(jīng)過黑白處理后的圖片的孔隙圖像，并且計(jì)算孔隙圖像中的 各個(gè)封閉孔隙的像素值及孔隙總像素值； 步驟化）；根據(jù)步驟（5)所得到透水混凝±試件橫截面的各個(gè)孔隙的像素值和孔隙總 像素值來計(jì)算總孔隙率及內(nèi)部孔徑的分布情況： 步驟（7);重復(fù)W上步驟，獲得同一透水混凝±試件多個(gè)切割面上的總孔隙率W及孔 徑的分布情況，各個(gè)面總孔隙率再取平均值，得到透水混凝上試件總孔隙率，獲取透水混凝 ±的孔隙特征。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種基于圖像處理的透水混凝±孔隙特征的檢測方法，其特征 在于，所述步驟（1)中透水混凝±試件的形狀為圓柱體。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種基于圖像處理的透水混凝±孔隙特征的檢測方法，其特征 在于，所述步驟（2)中磚粉處理透水混凝±實(shí)驗(yàn)面的過程為： 為了準(zhǔn)確區(qū)分實(shí)驗(yàn)面的孔隙和混凝±，用磚粉填滿實(shí)驗(yàn)面的孔隙，除去多余的磚粉，用 刷子刷去透水混凝±實(shí)驗(yàn)面的表面多余的磚粉，先橫向把實(shí)驗(yàn)面整個(gè)面刷一遍，再縱向刷 一遍，最后用棉簽擦去混凝±實(shí)屯、切割面沾上的磚粉。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種基于圖像處理的透水混凝±孔隙特征的檢測方法，其特征 在于，所述步驟（2)中采用像素?cái)?shù)百萬及W上的普通照相機(jī)或手機(jī)獲取經(jīng)過磚粉處理的透 水混凝±實(shí)驗(yàn)面的正面照片。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種基于圖像處理的透水混凝±孔隙特征的檢測方法，其特征 在于，所述步驟（3)中試件橫截面為圓面。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種基于圖像處理的透水混凝±孔隙特征的檢測方法，其特征 在于，透水混凝±試件橫截面的總孔隙率P的表達(dá)式為： 4 0. T 其中，A表示從獲取的透水混凝±實(shí)驗(yàn)面的正面照片中截取出面積最大的形狀規(guī)則的 試件橫截面圖片的總像素值;Ai表示孔隙圖像中的孔隙總像素值。
7. 如權(quán)利要求1所述的一種基于圖像處理的透水混凝±孔隙特征的檢測方法，其特征 在于，透水混凝±試件橫截面上的各個(gè)封閉孔隙分布情況的表達(dá)式為： 仍'=了 其中，a康示孔隙圖像中的第i個(gè)封閉孔隙的像素值；i = 1，2. ... n，n表示正整數(shù)。
8. 如權(quán)利要求1所述的一種基于圖像處理的透水混凝±孔隙特征的檢測方法，其特征 在于，透水混凝±試件總孔隙率^的表達(dá)式為：
〇
9.如權(quán)利要求1所述的一種基于圖像處理的透水混凝±孔隙特征的檢測方法，其特征 在于，所述透水混凝±的孔隙特征，包括透水混凝±的總孔隙率和內(nèi)部孔徑分布。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于圖像處理的透水混凝土孔隙特征的檢測方法，包括把透水混凝土試件進(jìn)行橫向切割，以暴露出完整和平滑的切割平面為實(shí)驗(yàn)面；獲取經(jīng)過磚粉處理的透水混凝土實(shí)驗(yàn)面的正面照片；從獲取的正面照片中截取出面積最大的形狀規(guī)則的試件橫截面圖片，并計(jì)算其總像素值；對(duì)獲得的圖片黑白化處理；提取經(jīng)過黑白處理后的圖片的孔隙圖像，計(jì)算各個(gè)孔隙的像素值；計(jì)算孔隙總像素值；根據(jù)得到的各個(gè)孔隙的像素值和孔隙總像素值來計(jì)算總孔隙率及內(nèi)部孔徑的分布情況；重復(fù)以上步驟，獲得同一透水混凝土試件多個(gè)切割面上的總孔隙率以及孔徑的分布情況，各個(gè)面總孔隙率再取平均值，得到透水混凝土試件總孔隙率，獲取透水混凝土的孔隙特征。
【IPC分類】G01N15-08
【公開號(hào)】CN104596911
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510061021
【發(fā)明人】葛智, 周健, 孫仁娟, 黃大偉
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年2月5日