在MATLAB环境下实现膨胀土CT图像的三维重建

首先介绍国内外膨胀土三维重建的研究状况,然后通过CT-三轴试验和基于分割的Marching Cubes算法,对膨胀土CT扫描图像进行了三维重建.主要方法是通过对试验扫描得到的CT图像进行格式转换、图像增强、边缘提取等初步处理,生成三维体数据,然后应用Matlab等工具软件的三维重建程序进行建模,最终得到膨胀土的三维模型图.还通过观察重建后的实体图,对膨胀土受压变形状态进行了定性分析,得出了三轴压缩条件下的膨胀土闭合程度与应力状态有关的结论.     

水分对膨胀土膨胀变形与膨胀压力的影响研究

采用自由膨胀加荷法研究了水分对膨胀变形对膨胀压力的影响,表明膨胀变形与膨胀压力均与试前含水量量呈显著的线性负相关,而膨胀变表与膨胀压力存在显著的线性正相关。     

膨胀土研究进展

 膨胀土对工程建设有较大的影响,同时也是诱发地质灾害的诱因之一,由于其危害性大,造成的工程问题突出,因此对膨胀土的研究处理成为岩土工程和工程地质领域的全球性技术难题之一。就膨胀土研究的历史、主要特性、主要研究内容、物理力学特性、分类、改良方法和发展趋势等方面进行综合介绍,基本反映了目前膨胀土研究的现状,为今后膨胀土理论分析和试验研究提供参考。     

膨胀土二维膨胀力特性研究

目前对于膨胀土膨胀力特性的研究比较普遍,而关于一维、二维、三维应力状态下的分析区分不明,特别是平面应变状态下二维膨胀特性。在诸如条形基础、路堑边坡等实际工程中,土体大多处于平面应变状态,可以归结为平面应变问题。本文利用自制的二维膨胀仪,对平面状态下的二维膨胀力进行一系列研究,得到了二维膨胀力与时间之间的变化规律,探究了初始干密度对膨胀力的影响以及竖向膨胀力与侧向膨胀力的关系,明晰了胀限的变化规律。试验结果表明：二维膨胀力的特性主要是受干密度的大小影响,竖、侧向的膨胀力变化趋势相同;当含水率一定时,膨胀力随干密度的增大而增大,两者呈现为正相关。     

冻融循环作用下膨胀土的力学与孔隙分布特点

膨胀土是南水北调中线工程建设中涉及到的重要土层,为获取其物理、力学性质及结构特征,对南阳膨胀土进行了系统的室内土工测试,并评价了膨胀土受冻融循环的影响程度.结果表明:膨胀土内部含大量石英颗粒,黏土矿物具有典型的层状结构,主要为亲水性的蒙脱石、高岭土、伊利石等;颗粒粒径分布特殊,粗粒和黏土粒的含量均比较多,渗透系数较小;...     

膨胀土的湿化特性试验研究

利用改进的湿化试验装置对取样子陕南西部的几种膨胀土进行了湿化试验,研究表明,试前含水量和裂隙发育状况对膨胀土在静水中的崩解有重要影响,膨胀土的湿化过程可分为吸不增重阶段,崩解缓慢加速阶段,崩解剧烈发生阶段和崩解减慢一终止阶段,膨胀土经过重塑后其湿化性主要受试前含水量和干密度控制。     

石灰改良膨胀土试验研究

本文以内蒙古呼集线的膨胀土为研究对象,用掺入石灰的方法来改良膨胀土的工程性质,并重点研究石灰对膨胀土强度及水稳定性的影响,通过实验得出本文所用的膨胀土的掺灰量为10%时,其无侧限抗压强度和水稳定性为最优。     

膨胀土强度特性的试验研究

【目的】研究膨胀潜势、含水率对膨胀土抗剪强度的影响,为膨胀土强度理论研究及其工程应用提供参考。【方法】采用固结不排水试验方法,通过TFB-1型非饱和土应力应变控制式三轴仪,分别测定取自陕西汉中、安康的2种膨胀土样及2种土样1∶1(质量比)混合土(简称汉中土、安康土、混合土)3种不同膨胀潜势的膨胀土在不同含水率下的抗剪强度指标,应用Microsoft Excel软件,绘制3种膨胀土的抗剪强度指标与含水率、自由膨胀率的关系曲线,探讨膨胀土抗剪强度与含水率、膨胀潜势的关系及变化趋势。【结果】3种膨胀土的含水率与非饱和膨胀土的抗剪强度指标呈负相关关系,当含水率由12%增大到24%时,汉中土、混合土、安康土3种膨胀土的黏聚力分别降低56.83,53.74和61.61kPa,三者的内摩擦角分别降低7.87°,9.12°和9.58°;3种膨胀土的膨胀潜势与非饱和膨胀土的抗剪强度指标呈正相关关系,汉中土、混合土、安康土的膨胀潜势依次减弱,当三者分别处于同一含水率(12%,15%,18%,21%和24%)时,汉中土、混合土、安康土的抗剪强度指标依次减小。【结论】非饱和膨胀土的抗剪强度与含水率、膨胀潜势密切相关。     

基于MATLAB的茄子图像分割方法

针对茄子图像的灰度和颜色特点,利用MATLAB中丰富的图像处理函数,分别进行了色差分割和色调分割。在色调分割中,采用了自动选取阈值的Otsu法。在去除残留噪音的处理中,采用标注的方法对二值图像的各连通区域进行面积统计。保留最大面积的区域,从而使分割效果大大改善。利用多参数来衡量分割效果,使评价做到最大程度的客观、合理。     

螺旋CT三维重建对颅骨骨折诊断中的应用技术研究

目的探讨螺旋CT三维重建中的一些技术问题及螺旋CT三维重建诊断颅骨骨折的临床价值。方法几种不同扫描方式和扫描参数的三维重建图像质量对比,30例颅骨骨折病人螺旋CT三维重建与X光照片对比。结果三维重建图像质量依次为重叠扫描,衔接扫描,分段扫描扫描范围依次为分段式,衔接式,重叠式;螺旋CT三维重建对颅骨损伤的临床诊断价值明显高于X光照片。结论大范围扫描应以衔接式为主。螺旋CT3D诊断颅骨损伤有很大的临床价值。     

基于SFS的土壤三维结构恢复及孔隙度计算

【目的】为了快速、准确地计算土体结构和孔隙度等特征,提出一种基于SFS算法（shape from shading）的土壤三维结构重构方法。【方法】首先获取土壤的灰度显微图像,根据朗伯表面漫反射模型建立土壤的光照方程;然后利用泰勒展开法和雅克比迭代法求解光照方程,计算出像素点高度值并实现土壤的三维重建;最后根据正态分布校正高度值计算土壤孔隙度。【结果】实验结果证明,该方法计算得出的孔隙度与环刀烘干法测得的结果相差0.81%,误差率1.75%。【结论】利用显微图像中土壤结构的三维信息,可以客观准确地计算出土壤孔隙度等物理特征。     

2,4-D对土壤酶活性的影响

采用室内培养的方法,研究了2,4-D对土壤中脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性的影响。结果表明:2,4-D对脲酶表现出先激活后抑制的作用,并且激活与抑制的天数几乎一致;对磷酸酶主要表现出抑制作用,开始有一段迟缓期随后表现激活作用紧接着又是抑制作用,主要趋势为抑制—激活—抑制;2,4-D对过氧化氢酶在中前期主要表现为抑制作用,后期出现刺激作用。     

造孔损伤重塑膨胀土三轴剪切试验研究

研究了造孔损伤重塑膨胀土的变形及强度特性,着重探讨了孔洞对非饱和重塑膨胀土性质的影响.共进行了8个重塑膨胀土试样的三轴剪切试验,即控制吸力和净围压为常数的非饱和土三轴排水剪切试验.试验结果表明,由于孔洞改变了试样内部结构,有孔试样破坏所需偏应力明显要比常规试样小.     

基于MATLAB平台的可视化图像处理系统设计方法

以MATLAB为工作语言和开发环境,开发了一个在MATLAB平台下的可视化图像处理系统,可实现包括对测井图像在内的一般图像的精细处理,并能和用户开发的程序接口.为MATLAB的再开发和可视化系统的设计作了有益的探索.     

重塑膨胀土结构性损伤CT-三轴试验研究

膨胀土是一种在世界范围内分布广泛的非饱和特殊土,具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩的特性,被工程界称为灾害土.以南水北调中线工程南阳陶岔引水渠坡重塑膨胀土为研究对象,针对膨胀土裂隙性的结构特征,通过CT-三轴排水剪切试验,研究具有不同初始损伤程度和不同损伤位置的膨胀土试样结构演化情况及其力学特性.研究发现:轴向应变与偏应变之间成线性正比例关系,相同吸力不同围压时,围压越大,体应变最大值越大;相同围压不同吸力时,吸力越大,体应变达到最大值所用时间越短.研究结论可以为分析膨胀土变形、强度和稳定性问题提供科学依据,对保障膨胀土地区工程建设的顺利进行有重要的意义.     

基于计算机视觉的水稻三维重建方法

利用多幅多角度的拍摄方法对二维图像进行采集,通过数字化处理得到单株水稻各视角侧面投影及轮廓图像。然后使用基于计算机视觉的三维重建方法,构造单株水稻的可视立体包络,从而得到单株水稻的三维立体像素模型。使用移动立方体算法对单株水稻立体像素模型进行外围表面重建,最后得到单株水稻三维重建模型。     

2,4-D在厌氧条件下土壤中的降解

2,4-二氯苯氧酸(2,4-D)是一种世界上广泛应用的除草剂,能够存在于多种土壤环境中,但在某些厌氧条件下会被降解转化。本实验研究了2,4-D在棕壤和黑钙土两种不同土壤中的降解速率及CO2的释放。在两种土壤中分别加入质量为1 mg/kg的2,4-D,培养55 d后,对2,4-D的降解率进行了测定。结果表明,两种土壤的矿化程度没有明显不同,2,4-D的矿化程度均达到70%～80%,而在有氧与厌氧两种不同条件下,土壤中2,4-D的降解存在区别,有氧条件下2,4-D在棕壤和黑钙土中完全降解分别需要约50 d和45 d,而厌氧条件下,在两种土壤中完全降解均需要50～60 d。