一種基于圖像處理的透水混凝土孔隙特征的檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于±木工程領域，具體設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】
[0002] 近年來，國內外對透水混凝±的研究和應用越來越廣泛。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層，骨料顆粒通過硬化的水泥漿薄層膠結而形成多孔的堆積結 構。因此混凝±內部存在大量的孔隙，包括連通孔隙、開口但不連通孔隙、內部閉合孔隙，總 稱為總孔隙率。總孔隙率對透水混凝上的密度和強度等有著直接的影響。內部孔徑分布對 透水混凝±的透水效果有很大影響。
[0003] 透水混凝±的總孔隙率和內部孔徑分布，該兩個參數對于透水混凝±的性能評價 都有重要作用。透水性混凝±孔隙率現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±河川護堤施工守則》測定透水混凝±孔隙率的方法。該兩種方法因為無 法測定內部閉口孔隙，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、內部閉合孔隙S部分），也無法測定內部孔徑分布。總孔隙率能夠 反映透水混凝±的密度和強度等性質。內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，對于透水混凝± 的總孔隙率及內部孔徑的測定，目前還沒有相關規定和方法。
【發明內容】
[0004] 為解決上述問題，本發明提供了一種實驗操作簡單，數據處理方便，而且最終結果 穩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] 為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：
[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±試件進行橫向切割，W暴露出完整和平滑的切割平面為 實驗面；
[000引步驟（2):獲取經過磚粉處理的透水混凝±實驗面的正面照片；
[0009] 步驟（3);從獲取的透水混凝±實驗面的正面照片中截取出面積最大的形狀規則 的試件橫截面圖片，并計算其總像素值；
[0010] 步驟（4);對步驟（3)獲得的圖片進行黑白化處理，使得孔隙成為統一的純黑色；
[0011] 步驟（5);提取步驟（4)中經過黑白處理后的圖片的孔隙圖像，并且計算孔隙圖像 中的各個封閉孔隙的像素值及孔隙總像素值；
[0012] 步驟化）；根據步驟（5)所得到透水混凝±試件橫截面的各個孔隙的像素值和孔 隙總像素值來計算總孔隙率及內部孔徑的分布情況：
[001引步驟（7);重復W上步驟，獲得同一透水混凝上試件多個切割面上的總孔隙率W 及孔徑的分布情況，各個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±實驗面的過程為：
[0016] 為了準確區分實驗面的孔隙和混凝±，用磚粉填滿實驗面的孔隙，除去多余的磚 粉，用刷子刷去透水混凝±實驗面的表面多余的磚粉，先橫向把實驗面整個面刷一遍，再縱 向刷一遍，最后用棉簽擦去混凝±實屯、切割面沾上的磚粉。
[0017] 所述步驟（2)中采用像素數百萬及W上的普通照相機或手機獲取經過磚粉處理 的透水混凝±實驗面的正面照片。
[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的表達式為：
[0020] _ A 口 = T
[0021] 其中，A表示從獲取的透水混凝±實驗面的正面照片中截取出面積最大的形狀規 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封閉孔隙分布情況的表達式為：
[0023] a, 巧=7
[0024] 其中，a康示孔隙圖像中的第i個封閉孔隙的像素值；i = 1，2. ... n，n表示正整 數。
[0025] 透水混凝±試件總孔隙率^的表達式為：
[0026]
【主權項】
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±試件進行橫向切割，W暴露出完整和平滑的切割平面為實驗 面； 步驟（2);獲取經過磚粉處理的透水混凝±實驗面的正面照片； 步驟（3);從獲取的透水混凝±實驗面的正面照片中截取出面積最大的形狀規則的試 件橫截面圖片，并計算其總像素值； 步驟（4);對步驟（3)獲得的圖片進行黑白化處理，使得孔隙成為統一的純黑色； 步驟（5);提取步驟（4)中經過黑白處理后的圖片的孔隙圖像，并且計算孔隙圖像中的 各個封閉孔隙的像素值及孔隙總像素值； 步驟化）；根據步驟（5)所得到透水混凝±試件橫截面的各個孔隙的像素值和孔隙總 像素值來計算總孔隙率及內部孔徑的分布情況： 步驟（7);重復W上步驟，獲得同一透水混凝±試件多個切割面上的總孔隙率W及孔 徑的分布情況，各個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±實驗面的過程為： 為了準確區分實驗面的孔隙和混凝±，用磚粉填滿實驗面的孔隙，除去多余的磚粉，用 刷子刷去透水混凝±實驗面的表面多余的磚粉，先橫向把實驗面整個面刷一遍，再縱向刷 一遍，最后用棉簽擦去混凝±實屯、切割面沾上的磚粉。
4. 如權利要求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)中采用像素數百萬及W上的普通照相機或手機獲取經過磚粉處理的透 水混凝±實驗面的正面照片。
5. 如權利要求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的表達式為： 4 0. T 其中，A表示從獲取的透水混凝±實驗面的正面照片中截取出面積最大的形狀規則的 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封閉孔隙分布情況的表達式為： 仍'=了 其中，a康示孔隙圖像中的第i個封閉孔隙的像素值；i = 1，2. ... n，n表示正整數。
8. 如權利要求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^的表達式為：
〇
9.如權利要求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±的總孔隙率和內部孔徑分布。
【專利摘要】本發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行橫向切割，以暴露出完整和平滑的切割平面為實驗面；獲取經過磚粉處理的透水混凝土實驗面的正面照片；從獲取的正面照片中截取出面積最大的形狀規則的試件橫截面圖片，并計算其總像素值；對獲得的圖片黑白化處理；提取經過黑白處理后的圖片的孔隙圖像，計算各個孔隙的像素值；計算孔隙總像素值；根據得到的各個孔隙的像素值和孔隙總像素值來計算總孔隙率及內部孔徑的分布情況；重復以上步驟，獲得同一透水混凝土試件多個切割面上的總孔隙率以及孔徑的分布情況，各個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】CN104596911
【申請號】CN201510061021
【發明人】葛智, 周健, 孫仁娟, 黃大偉
【申請人】山東大學
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年2月5日