CN108876778A - 一种夯土墙表面与剖面裂缝的定量分析方法 - Google Patents

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宋治辰
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    • G06T7/60—Analysis of geometric attributes

Abstract

本发明公开了一种夯土墙表面与剖面裂缝的定量分析方法，包括以下步骤：1)对夯土墙表面进行清洁处理，再获取夯土墙图像；2)对夯土墙图像进行灰度处理及二值化处理，然后去除图像中的裂缝杂质，得二次处理后的图像，获取图像的总像素数量及图像中各裂缝的黑色像素数量，再根据图像的总像素数量及二次处理后的图像中各裂缝的黑色像素数量计算夯土墙干缩裂缝的裂缝率Sd；选取若干边长不等的正方形网格，再将选取的各正方形网格分别覆盖于夯土墙的图像上，然后计算各正方形网格中与裂缝相交的正方形数量，得夯土墙的分形维数D，该方法能够准确计算夯土墙的裂缝率及裂缝的分形维数。

Description

一种夯土墙表面与剖面裂缝的定量分析方法
技术领域
本发明属于建筑技术领域，涉及一种夯土墙表面与剖面裂缝的定量 分析方法。
背景技术
夯土建筑因其绿色环保、保温隔热、取材简便、建造成本低等优势 在我国村镇地区广泛存在、数量庞大。但由于传统施工工艺简陋，结构 布置不合理、气候环境等因素的影响，使得夯土结构墙体普遍出现大量 裂缝，而墙体干缩裂缝尤为严重。但是夯土建筑中墙体的干缩裂缝目前 还没有一套行之有效的定量分析手段，即夯土墙的裂缝率及裂缝的分形 维数，因此对于土体裂缝的发展特征较难把握，这严重制约着对夯土墙 干缩裂缝的研究进展。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种夯土墙表 面与剖面裂缝的定量分析方法，该方法能够准确计算夯土墙的裂缝率及 裂缝的分形维数。
为达到上述目的，本发明所述的夯土墙表面与剖面裂缝的定量分析 方法包括以下步骤：
1)对夯土墙表面进行清洁处理，再获取夯土墙图像；
2)对步骤1)获取得到的夯土墙图像进行灰度处理及二值化处理， 然后去除经二值化处理后的图像中的裂缝杂质，得二次处理后的图像， 获取二次处理后的图像的总像素数量及二次处理后的图像中各裂缝的黑 色像素数量，再根据二次处理后的图像的总像素数量及二次处理后的图 像中各裂缝的黑色像素数量计算夯土墙干缩裂缝的裂缝率Sd；
选取若干边长不等的正方形网格，再将选取的各正方形网格分别覆 盖于夯土墙的图像上，其中，各正方形网格的面积均大于等于夯土墙的 图像中最大裂缝的面积，然后计算各正方形网格中与裂缝相交的正方形 数量，得夯土墙的分形维数D，完成夯土墙表面与剖面裂缝的定量分析， 其中，
1g Li＝E-D1g N(Li)
其中，Li为第i个正方形网格中正方形的边长，N(Li)为第i个正 方形网格中与裂缝相交的正方形数量，E为常数。
夯土墙表面进行清洁处理的具体操作为：去除夯土墙的杂质，其中， 夯土墙表面的杂质包括草屑、沙、石子及碎土颗粒。
通过MATLAB编程对步骤1)获取得到的夯土墙图像进行灰度处理 及二值化处理。
通过Photoshop去除经二值化处理后的图像中的裂缝杂质。
夯土墙干缩裂缝的裂缝率Sd的表达式为：
其中，Hi为第i条裂缝的像素数量，Z为二次处理后的图像的总像 素数量。
将夯土墙的图像导入AutoCAD中，再选取若干边长不等的正方形 网格，然后将选取的正方形网格覆盖于夯土墙的图像上。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的夯土墙表面与剖面裂缝的定量分析方法在具体操作 时，先对夯土墙表面进行清洁处理，再获取夯土墙图像，避免夯土墙上 的杂质对定量分析的影响。另外，本发明通过对夯土墙图像进行灰度处 理及二值化处理，再去除图像中的裂缝杂质，以提高计算的准确性，最 后利用图像的总像素数量及图像中各裂缝的黑色像素数量计算夯土墙干 缩裂缝的裂缝率；同时选取若干边长不等的正方形网格，通过计算各正 方形网格中与裂缝相交的正方形数量以计算夯土墙的分形维数，以实现 对夯土墙中裂缝的精确定量分析。
附图说明
图1为灰度处理及二值化处理后的图片；
图2为Photoshop处理后的图片；
图3a为插入第一个正方形网格后图像的示意图；
图3b为插入第二个正方形网格后图像的示意图；
图3c为插入第三个正方形网格后图像的示意图；
图3d为插入第四个正方形网格后图像的示意图；
图4为实施例中绘制的散点图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
本发明所述的夯土墙表面与剖面裂缝的定量分析方法包括以下步 骤：
1)对夯土墙表面进行清洁处理，例如对草屑、细沙、细石子、细小 碎土颗粒等进行清洁处理，处理过程中不应破坏裂缝形状，然后选取能 够对夯土墙表面与剖面裂缝的主体形态进行较为全面拍摄的距离，以获 取夯土墙图像；
2)通过MATLAB编程对步骤1)获取得到的夯土墙图像进行灰度处 理及二值化处理，经处理后图像中的干扰数据量会大幅减少，相机拍摄 的彩色图片会转变为只有黑白两色的图片，从而将裂缝轮廓清晰的突显 出来，但是经灰度处理及二值化处理后的图片，图片中裂缝周边会出现 小黑点杂质(裂缝杂质)，这种裂缝杂质的增多会造成计算裂缝率的数值 偏大，出现裂缝杂质的原因是：1)在二值化处理过程中，去燥函数 wiener2及灰度调整函数imadjust只对一定区间的像素大小进行选择， 而对于不同区间范围内的杂质无法消除；2)在图片拍摄过程中，虽然对 夯土墙表面进行了杂质清理，但仍然存在一些细小的颗粒或者处理时忽 略的区域，因此需要运用Photoshop去除经二值化处理后的图像中的裂缝杂质，得二次处理后的图像，图像中黑色部分代表夯土墙表面的干缩 裂缝，白色为未产生裂缝的土体，只需知道黑白部分的面积就可以计算 出夯土墙裂缝的裂缝率，因此可以先获取二次处理后的图像的总像素数 量及二次处理后的图像中各裂缝的黑色像素数量，再根据二次处理后的 图像的总像素数量及二次处理后的图像中各裂缝的黑色像素数量计算夯 土墙干缩裂缝的裂缝率Sd，夯土墙干缩裂缝的裂缝率Sd的表达式为：
其中，Hi为第i条裂缝的像素数量，Z为二次处理后的图像的总像 素数量。
将夯土墙的图像导入AutoCAD中，选取若干边长不等的正方形网 格，再将选取的各正方形网格分别覆盖于夯土墙的图像上，其中，各正 方形网格的面积均大于等于夯土墙的图像中最大裂缝的面积，然后计算 各正方形网格中与裂缝相交的正方形数量，得夯土墙的分形维数D，完 成夯土墙表面与剖面裂缝的定量分析，其中，
1g Li＝E-D1g N(Li)
其中，Li为第i个正方形网格中正方形的边长，N(Li)为第i个正 方形网格中与裂缝相交的正方形数量，E为常数。
实施例一
本实施例以一个土沙石配比为7:2:1的夯土试件为例，具体操作为：
对裂缝表面进行杂质清理，然后通过照相机对试件表面与剖面进行 定距拍摄，相机与试件表面及剖面裂缝的距离分别为100mm和350mm， 然后通过MATLAB编程对图像进行灰度处理及二值化处理，处理后的图片 如图1所示。
从图1中可看出，裂缝周边有些裂缝杂质，因此再通过Photoshop 软件对一次处理后图片中的裂缝杂质进行精确清除，清除后如图2所示。
计算夯土试件的裂缝率，计算结果为：黑色像素的个数为16799个， 总像素的个数为477900个，则裂缝率为3.52％。
计算分形维数具体过程为：
将夯土试件的图片导入AutoCAD中，插入正方形网格将图片覆盖， 改变正方形网格边长的大小，设置插入的正方形网格的比例分别为10％、 12％、15％、20％，网格边长分别为图片长边的1/39、1/32、1/25、1/18， 分别量取四种网格边长Li(i＝1、2、3、4)，计算不同正方形网格下边 长与裂缝相交的正方形个数N(Li)，从而计算裂缝的分维数，插入网格后的图片如图3a至图3d所示，计算结果为表1所示。
表1
将lgLi与lgN(Li)绘制成散点图，并得出其关系为y＝ -0.807x+3.604，皮尔逊相关系数(persons r)为-0.9945，得出其分维 数D＝0.807。

Claims (6)

1.一种夯土墙表面与剖面裂缝的定量分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)对夯土墙表面进行清洁处理，再获取夯土墙图像；
2)对步骤1)获取得到的夯土墙图像进行灰度处理及二值化处理，然后去除经二值化处理后的图像中的裂缝杂质，得二次处理后的图像，获取二次处理后的图像的总像素数量及二次处理后的图像中各裂缝的黑色像素数量，再根据二次处理后的图像的总像素数量及二次处理后的图像中各裂缝的黑色像素数量计算夯土墙干缩裂缝的裂缝率Sd；
选取若干边长不等的正方形网格，再将选取的各正方形网格分别覆盖于夯土墙的图像上，其中，各正方形网格的面积均大于等于夯土墙的图像中最大裂缝的面积，然后计算各正方形网格中与裂缝相交的正方形数量，得夯土墙的分形维数D，完成夯土墙表面与剖面裂缝的定量分析，其中，
1gLi＝E-D1gN(Li)
其中，Li为第i个正方形网格中正方形的边长，N(Li)为第i个正方形网格中与裂缝相交的正方形数量，E为常数。
2.根据权利要求1所述的夯土墙表面与剖面裂缝的定量分析方法，其特征在于，夯土墙表面进行清洁处理的具体操作为：去除夯土墙的杂质，其中，夯土墙表面的杂质包括草屑、沙、石子及碎土颗粒。
3.根据权利要求1所述的夯土墙表面与剖面裂缝的定量分析方法，其特征在于，通过MATLAB编程对步骤1)获取得到的夯土墙图像进行灰度处理及二值化处理。
4.根据权利要求1所述的夯土墙表面与剖面裂缝的定量分析方法，其特征在于，通过Photoshop去除经二值化处理后的图像中的裂缝杂质。
5.根据权利要求1所述的夯土墙表面与剖面裂缝的定量分析方法，其特征在于，夯土墙干缩裂缝的裂缝率Sd的表达式为：
其中，Hi为第i条裂缝的像素数量，Z为二次处理后的图像的总像素数量。
6.根据权利要求1所述的夯土墙表面与剖面裂缝的定量分析方法，其特征在于，将夯土墙的图像导入AutoCAD中，再选取若干边长不等的正方形网格，然后将选取的正方形网格覆盖于夯土墙的图像上。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110344826A (zh) * 2019-07-29 2019-10-18 东北大学 一种基于压裂裂缝形态表征评价非常规储层可压性的方法
CN111681202A (zh) * 2020-04-24 2020-09-18 江苏禹治流域管理技术研究院有限公司 一种早龄期混凝土结构表面开裂情况的评估方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012042393A (ja) * 2010-08-20 2012-03-01 Toshiba Corp はんだ接合部の非破壊による劣化診断方法
CN105910902A (zh) * 2016-05-11 2016-08-31 青岛理工大学 混凝土构件裂缝扩展路径的分形分析方法
CN106053316A (zh) * 2016-06-08 2016-10-26 燕山大学 土体微观结构孔隙分布及分形程序与计算方法
CN106934829A (zh) * 2017-02-14 2017-07-07 中铁大桥科学研究院有限公司 一种表面裂缝的检测方法及系统
CN107590349A (zh) * 2017-09-30 2018-01-16 湘潭大学 混凝土构件裂缝分形的损伤程度评定方法
CN206949031U (zh) * 2017-10-31 2018-02-02 景谷天顺生物资源开发有限公司 一种含有通风设备的重楼幼苗培育大棚

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012042393A (ja) * 2010-08-20 2012-03-01 Toshiba Corp はんだ接合部の非破壊による劣化診断方法
CN105910902A (zh) * 2016-05-11 2016-08-31 青岛理工大学 混凝土构件裂缝扩展路径的分形分析方法
CN106053316A (zh) * 2016-06-08 2016-10-26 燕山大学 土体微观结构孔隙分布及分形程序与计算方法
CN106934829A (zh) * 2017-02-14 2017-07-07 中铁大桥科学研究院有限公司 一种表面裂缝的检测方法及系统
CN107590349A (zh) * 2017-09-30 2018-01-16 湘潭大学 混凝土构件裂缝分形的损伤程度评定方法
CN206949031U (zh) * 2017-10-31 2018-02-02 景谷天顺生物资源开发有限公司 一种含有通风设备的重楼幼苗培育大棚

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
卢晓霞: "基于图像处理的混凝土裂缝宽度检测技术的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110344826A (zh) * 2019-07-29 2019-10-18 东北大学 一种基于压裂裂缝形态表征评价非常规储层可压性的方法
CN110344826B (zh) * 2019-07-29 2021-09-07 东北大学 一种基于压裂裂缝形态表征评价非常规储层可压性的方法
CN111681202A (zh) * 2020-04-24 2020-09-18 江苏禹治流域管理技术研究院有限公司 一种早龄期混凝土结构表面开裂情况的评估方法
CN111681202B (zh) * 2020-04-24 2023-09-01 江苏禹治流域管理技术研究院有限公司 一种早龄期混凝土结构表面开裂情况的评估方法

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