基于CT图像三值分割的冻结岩石水冰含量及损伤特性分析

摘要：

冻结岩石未冻水和冰含量及损伤特性随温度的变化规律是研究冻结法施工的矿井建设等工程安全稳定的重要问题之一.开展负温下饱水岩石CT扫描实验,获得了0,-2,-5,-10,-20,-30℃下的CT扫描图像.将最大类间方差法与遗传算法相结合,实现了冻结岩石水、冰、岩三相介质的识别及其含量的数字表述.推导出冻结岩石未冻水、冰含量与温度间的理论关系式,并探讨了冰含量和温度梯度对冻结岩石损伤特性的影响规律.结果表明:温度是引起水冰含量及分布状态变化的关键影响因素,岩石的初始损伤和温度的共同作用决定岩石冻结损伤大小.0～-5℃是冻结损伤演化起始和急剧增大阶段,-5～-10℃是冻结损伤发展阶段,-20～-30℃是冻结损伤趋于稳定阶段.将CT图像三值化处理技术与冻结岩石损伤理论相结合的方法,为冻结岩石水冰含量及宏-细观损伤特性的定量研究提供了新的研究思路.

关键词：冻结岩石、CT图像、三值分割、未冻水、含量、损伤

所属期刊栏目：33

分类号：TU452(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金项目41272340,41302228;陕西省科技创新团队项目2014KCT-30;中国博士后科学基金面上资助项目2013M532070

在线出版日期：2017-02-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1130-1137