CN106228558A - 一种对岩石进行层进式损伤分析的方法 - Google Patents

一种对岩石进行层进式损伤分析的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106228558A
CN106228558A CN201610597318.1A CN201610597318A CN106228558A CN 106228558 A CN106228558 A CN 106228558A CN 201610597318 A CN201610597318 A CN 201610597318A CN 106228558 A CN106228558 A CN 106228558A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rock
group
sample
freeze
damage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610597318.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106228558B (zh
Inventor
刘杰
雷岚
颜媛媛
梁佳丽
兰钰
支永艳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ANHUI PROVINCE WANJIANG MECHANICAL AND ELECTRICAL EQUIPMENT MANUFACTURING Co.,Ltd.
Original Assignee
China Three Gorges University CTGU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Three Gorges University CTGU filed Critical China Three Gorges University CTGU
Priority to CN201610597318.1A priority Critical patent/CN106228558B/zh
Publication of CN106228558A publication Critical patent/CN106228558A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106228558B publication Critical patent/CN106228558B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004—Industrial image inspection
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10072—Tomographic images
    • G06T2207/10081—Computed x-ray tomography [CT]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108—Industrial image inspection
    • G06T2207/30132—Masonry; Concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

一种对岩石进行层进式损伤分析的方法，该方法包括以下步骤：步骤1：对所述横截面进行区域划分；步骤2：计算初始状态下各样环的CT平均值CTTave(N)；步骤3：对所述岩样进行n组不同次数的冻融循环实验，分别计算各组冻融循环实验后各样环的CT平均值CTTave(N)第n组，步骤4：整理步骤2和步骤3得到的数据，对岩石进行损伤分析，判断出冻融循环实验对岩样造成的损伤的集中部位。本发明提供的一种对岩石进行层进式损伤分析的方法，可以解决现有方法无法得到涵盖所有点的CT平均值，结果不精确的问题，精确反映岩石的受损程度，可得到无限小受损范围内的受损程度，操作简单，不用频繁操作。

Description

一种对岩石进行层进式损伤分析的方法
技术领域
本发明涉及一种对岩样进行损伤分析的方法，尤其是一种对岩石进行层进式损伤分析的方法。
背景技术
随着科学研究的深入，现在对岩样进行损伤分析的方法大多是对受损岩样进行CT扫描，通过CT扫描后的成像的明暗程度与CT值的大小来分析岩石内部的受损程度。而现阶段通过CT扫描分析岩石的方法主要有三个：
1、用肉眼对CT图像进行明暗对比；
岩石某一层面的CT扫描图，图形越亮，表示岩石致密性越好。中部的少数黑点表示有局部空隙，利用此方法虽然可以直观的观测出岩石内部的孔隙对比，大致得出岩石的损伤规律，却无法对其进行一个量化的分析，无法精确确定受损范围。
2、在层面上选取有限个圈取面内的CT平均值作为整体分析的依据
从圆心到外周有无数条圆周，得出结论的精确性会随选择的圈取面的数量的不同而不同，但始终无法涵盖所有点，所以无法得到一个精确的结论。
3、取整个扫描层面的CT平均值作为扫描层面致密性的判断标准。但该方法无法反映岩样内部的损伤对比，以该CT值作为判断依据的话，无法反映出扫描层面的不均匀性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种对岩石进行层进式损伤分析的方法，可以解决现有方法无法得到涵盖所有点的CT平均值，结果不精确的问题，精确反映岩石的受损程度，可得到无限小受损范围内的受损程度，操作简单，不用频繁操作。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种对岩石进行层进式损伤分析的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：选取岩样上的某一横截面，对所述横截面进行区域划分：从所述横截面的中心点出发，划分出N个等半径差的样环；
步骤2：计算初始状态下各样环的CT平均值CTTave(N)：分别对每一个样环所在的圆进行初始CT扫描，得到每一个样环所在的圆的CT值为CT1初始、CT2初始、CT3初始…CTN初始，测量每个样环所在的圆的面积值为S1、S2、S3…SN,
初始状态下各样环的CT平均值CTTave(N)初始＝(CTN-CTN-1)/(SN-SN-1)；
步骤3：对所述岩样进行n组不同次数的冻融循环实验，分别计算各组冻融循环实验后各样环的CT平均值CTTave(N)第n组，计算公式为
CTTave(N)第1组＝(CTN第1组-CT(N-1)第1组)/(SN-SN-1)，
CTTave(N)第2组＝(CTN第1组-CT(N-1)第2组)/(SN-SN-1)，
…
CTTave(N)第n组＝(CTN第n组-CT(N-1)第n组)/(SN-SN-1)，
式中，CTN第n组为第n组冻融循环实验后第N个样环所在的圆的CT值；
步骤4：整理步骤2和步骤3得到的数据，对岩石进行损伤分析，判断出冻融循环实验对岩样造成的损伤的集中部位。
步骤1中，岩样为半径为2.5厘米的圆柱形岩样，从所述横截面的中心点出发，划分出5个等半径差的样环，半径差为0.5厘米。
所述方法还包括步骤5：
步骤5：对步骤4得到的冻融循环实验对岩样造成的损伤的集中部位再次进行区域划分，从所述横截面的中心点出发，将损伤的集中部位划分出M个等半径差的样环；再按照上述步骤2-4，对岩石进行损伤分析，判断出冻融循环实验对岩样造成的损伤的精准的集中部位。
本发明提供的一种对岩石进行层进式损伤分析的方法，有益效果如下：
1、精确反映岩石的受损程度。以往的方法CT扫描时无法涵盖所有点，只是以有限点的CT平均值反映所以点的CT平均值，无法精确反映岩石的受损程度。而本方法通过划分样环的方式，将所有点涵盖在内，不再局限于用有限圈取面内的平均CT值来对岩层进行损伤分析，然后利用数学公式，得到各样环的平均CT值，通过对比样环内CT值的变化值(下降值越大的，受损程度就越大)就能精确确定岩样各样环部分的受损程度。
2、可对样环进行再分环，可得到无限小受损范围内的受损程度。初步确定各样环的受损程度后，可对任意样环进行再分环，得到若干细环，通过同样的计算，得到各细环内的CT平均值，再通过对比各细环内的CT平均值，得到各细环受损程度，进一步缩小岩石的受损范围。
3、操作简单，不需频繁操作。普通方法得到直径为0.5厘米圆柱形岩样受损范围的CT值所需最少时间为10分钟,而使用本方法只需2分钟，大大节省了操作时间。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明实施例一中步骤1划分出的5个等半径差的样环示意图；
图2为本发明实施例一中根据步骤4整理出的数据做出的每样环平均CT值-冻融循环实验次数曲线图；
图3为本发明实施例二中对冻融循环实验对岩样造成的损伤的集中部位再次进行区域划分的样环示意图；
图4为本发明实施例二中根据步骤4整理出的数据做出的每样环平均CT值-冻融循环实验次数曲线图；
图5为本发明实施例三中对横截面为矩形的岩样划分出的n个等半径差的样环示意图。
具体实施方式
实施例一
步骤1：岩样为半径为2.5厘米的圆柱形岩样，选取岩样上的某一横截面，对所述横截面进行区域划分：从所述横截面的中心点出发，划分出5个等半径差的样环，标记为第一样环、第二样环、第三样环、第四样环、第五样环，半径差为0.5厘米，如图1所示；
步骤2：计算初始状态下各样环的CT平均值CTTave(N)：分别对每一个样环所在的圆进行初始CT扫描，得到每一个样环所在的圆的CT值为CT1初始、CT2初始、CT3初始…CTN初始，测量每个样环所在的圆的面积值为S1、S2、S3…SN,
初始状态下各样环的CT平均值CTTave(N)初始＝(CTN-CTN-1)/(SN-SN-1)
N＝5；
步骤3：对所述岩样进行3组不同次数(分别为10次冻融循环实验、30次冻融循环实验和50次冻融循环实验)的冻融循环实验，分别计算各组冻融循环实验后各样环的CT平均值CTTave(N)第n组，计算公式为
CTTave(N)第1组＝(CTN第1组-CT(N-1)第1组)/(SN-SN-1)，
CTTave(N)第2组＝(CTN第1组-CT(N-1)第2组)/(SN-SN-1)，
…
CTTave(N)第n组＝(CTN第n组-CT(N-1)第n组)/(SN-SN-1)，
式中，CTN第n组为第n组冻融循环实验后第N个样环所在的圆的CT值，N＝5，n＝3，步骤2和3所得的数据如表1所示：
表1
步骤4：整理步骤2和步骤3得到的数据，如表2所示
表2
根据表2的数据对做出的每样环平均CT值-冻融循环实验次数曲线图，如图2所示，
从图2中可以看出，随着冻融次数的增加，第五样环的CT值变化幅度最明显，空隙比变化最大，所以冻融循环对岩石的损伤主要集中在第五样环，即半径在2.0-2.5厘米的层面范围。
实施例二
所述方法还包括步骤5：
步骤5：对步骤4得到的冻融循环对岩石的损伤主要集中的第五样环再次进行区域划分，从所述横截面的中心点出发，将损伤的集中部位划分出M个(M＝5)等半径差的样环，分别为第5-1样环、第5-2样环、第5-3样环、第5-4样环和第5-5样环，如图3所示，半径差为0.1厘米；再按照上述实施例一的步骤2-4，整理出的数据如表3所示：
表3
根据表3的数据对做出的每样环平均CT值-冻融循环实验次数曲线图，如图4所示，从图4中可以看出，第5-5样环的CT值变化幅度最明显，空隙比变化最大，所以冻融循环对岩石的损伤主要集中在第5-5样环，即半径在2.4-2.5厘米的层面范围。
本方法参照一定数学原理对岩样进行区域划分，划分规律与岩样的损伤规律一致，利用各区域CT值的变化值确定岩层各部分的损伤程度，得出岩样受损最严重区域，然后对该区域进行再次划分，逐步精确，可将受损范围精确到任意小范围。
实施例三
还可将样环设计为矩形，对横截面为矩形的岩样划分出的n个等半径差的样环如图5所示，按照上述实施例一和二的步骤进行分析。

Claims (3)

1.一种对岩石进行层进式损伤分析的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤1：选取岩样上的某一横截面，对所述横截面进行区域划分：从所述横截面的中心点出发，划分出N个等半径差的样环；
步骤2：计算初始状态下各样环的CT平均值CTTave(N)：分别对每一个样环所在的圆进行初始CT扫描，得到每一个样环所在的圆的CT值为CT1初始、CT2初始、CT3初始…CTN初始，测量每个样环所在的圆的面积值为S1、S2、S3…SN,
初始状态下各样环的CT平均值CTTave(N)初始＝(CTN-CTN-1)/(SN-SN-1)；
步骤3：对所述岩样进行n组不同次数的冻融循环实验，分别计算各组冻融循环实验后各样环的CT平均值CTTave(N)第n组，计算公式为
CTTave(N)第1组＝(CTN第1组-CT(N-1)第1组)/(SN-SN-1)，
CTTave(N)第2组＝(CTN第1组-CT(N-1)第2组)/(SN-SN-1)，
…
CTTave(N)第n组＝(CTN第n组-CT(N-1)第n组)/(SN-SN-1)，
式中，CTN第n组为第n组冻融循环实验后第N个样环所在的圆的CT值；
步骤4：整理步骤2和步骤3得到的数据，对岩石进行损伤分析，判断出冻融循环实验对岩样造成的损伤的集中部位。
2.根据权利要求1所述的一种对岩石进行层进式损伤分析的方法，其特征在于：步骤1中，岩样为半径为2.5厘米的圆柱形岩样，从所述横截面的中心点出发，划分出5个等半径差的样环，半径差为0.5厘米。
3.根据权利要求1所述的一种对岩石进行层进式损伤分析的方法，其特征在于所述方法还包括步骤5：
步骤5：对步骤4得到的冻融循环实验对岩样造成的损伤的集中部位再次进行区域划分，从所述横截面的中心点出发，将损伤的集中部位划分出M个等半径差的样环；再按照上述步骤2-4，对岩石进行损伤分析，判断出冻融循环实验对岩样造成的损伤的精准的集中部位。
CN201610597318.1A 2016-07-26 2016-07-26 一种对岩石进行层进式损伤分析的方法 Active CN106228558B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610597318.1A CN106228558B (zh) 2016-07-26 2016-07-26 一种对岩石进行层进式损伤分析的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610597318.1A CN106228558B (zh) 2016-07-26 2016-07-26 一种对岩石进行层进式损伤分析的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106228558A true CN106228558A (zh) 2016-12-14
CN106228558B CN106228558B (zh) 2018-11-09

Family

ID=57532919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610597318.1A Active CN106228558B (zh) 2016-07-26 2016-07-26 一种对岩石进行层进式损伤分析的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106228558B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106680129A (zh) * 2017-02-24 2017-05-17 新华水力发电有限公司 岩样循环干湿冻融环境模拟及损伤劣化测试装置及其方法
CN107462492A (zh) * 2017-07-17 2017-12-12 三峡大学 用于ct扫描技术进行大掺量膨胀剂锚杆锚固研究方法
CN109211949A (zh) * 2018-09-30 2019-01-15 三峡大学 一种基于ct扫描测定膨胀水泥浆锚固体及周围土层密实度的试验方法
CN110297003A (zh) * 2019-07-01 2019-10-01 三峡大学 一种基于轴、径环状分层的ct扫描后处理方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103512816A (zh) * 2013-10-15 2014-01-15 三峡大学 一种循环加载过程中岩样损伤的实时测量方法
CN104330474A (zh) * 2014-10-22 2015-02-04 中国地质大学（武汉） 一种岩石损伤裂隙***标定方法
US20160077023A1 (en) * 2014-09-17 2016-03-17 Amar Jaber M. Alshehri Multi-Objective Core-Flood Test System for Oil Recovery Evaluation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103512816A (zh) * 2013-10-15 2014-01-15 三峡大学 一种循环加载过程中岩样损伤的实时测量方法
US20160077023A1 (en) * 2014-09-17 2016-03-17 Amar Jaber M. Alshehri Multi-Objective Core-Flood Test System for Oil Recovery Evaluation
CN104330474A (zh) * 2014-10-22 2015-02-04 中国地质大学（武汉） 一种岩石损伤裂隙***标定方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
方建银等: "混凝土单轴动力压缩CT试验过程定量化分区研究", 《振动与冲击》 *
邢凯: "冻融循环下混凝土力学性能试验及损伤演化研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技II辑》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106680129A (zh) * 2017-02-24 2017-05-17 新华水力发电有限公司 岩样循环干湿冻融环境模拟及损伤劣化测试装置及其方法
CN106680129B (zh) * 2017-02-24 2019-08-02 新华水力发电有限公司 岩样循环干湿冻融环境模拟及损伤劣化测试装置
CN107462492A (zh) * 2017-07-17 2017-12-12 三峡大学 用于ct扫描技术进行大掺量膨胀剂锚杆锚固研究方法
CN109211949A (zh) * 2018-09-30 2019-01-15 三峡大学 一种基于ct扫描测定膨胀水泥浆锚固体及周围土层密实度的试验方法
CN109211949B (zh) * 2018-09-30 2021-06-29 三峡大学 一种基于ct扫描测定膨胀水泥浆锚固体及周围土层密实度的试验方法
CN110297003A (zh) * 2019-07-01 2019-10-01 三峡大学 一种基于轴、径环状分层的ct扫描后处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106228558B (zh) 2018-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106228558A (zh) 一种对岩石进行层进式损伤分析的方法
CN104076046B (zh) 多孔介质中剩余油微观分布图像采集与定量表征方法
CN108171711A (zh) 一种基于完全卷积网络的婴幼儿脑部磁共振图像分割方法
CN106936964B (zh) 一种基于霍夫变换模板匹配的手机屏幕角点检测方法
CN107194354B (zh) 一种用于磁共振指纹成像的快速字典搜索方法
CN106501367A (zh) 基于椭圆弧扫描转换的相控阵超声回波成像方法
CN108122221A (zh) 弥散加权成像图像中脑缺血区域的分割方法及装置
CN103697929B (zh) 仪表指针运动状态的检测方法
CN106716219A (zh) 用于对对象进行成像的方法和装置
CN105913083A (zh) 基于稠密sar-sift和稀疏编码的sar分类方法
CN105046265B (zh) 基于纹理差异的虹膜图像肠环区域检测方法
Sudre et al. 3D multirater RCNN for multimodal multiclass detection and characterisation of extremely small objects
CN113298007B (zh) 一种小样本sar图像目标识别方法
CN106023268A (zh) 一种基于两步参数子空间优化的彩色图像灰度化方法
CN104778749B (zh) 基于分组稀疏的光度立体视觉实现非朗伯物体重建的方法
CN106022250A (zh) 一种基于细胞运动信息和灰度特性的胚胎***检测方法
US20240193768A1 (en) Fluorescence lifetime imaging using deep learning
CN107808049A (zh) 基于多孔介质三维微观结构模型的dnapl迁移数值模拟方法
CN203643346U (zh) 织物多方向折皱回复性测试装置
Chiou et al. Prostate cancer classification on VERDICT DW-MRI using convolutional neural networks
CN102008308B (zh) 多b值弥散张量成像采样方法
CN103927765B (zh) 用于定位图像中条码区域的方法和装置
Snyder et al. T2 quantification in brain using 3D fast spin‐echo imaging with long echo trains
CN107300717B (zh) 一种三维空间的方位偏移距道集匀化的方法
Rukundo Effect of the regularization hyperparameter on deep-learning-based segmentation in LGE-MRI

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201209

Address after: Unit 2414-2416, main building, no.371, Wushan Road, Tianhe District, Guangzhou City, Guangdong Province

Patentee after: GUANGDONG GAOHANG INTELLECTUAL PROPERTY OPERATION Co.,Ltd.

Address before: 443002 No. 8, University Road, Yichang, Hubei

Patentee before: CHINA THREE GORGES University

Effective date of registration: 20201209

Address after: No.005, Wanshui Road, Qianshan Economic Development Zone, Anqing City, Anhui Province

Patentee after: ANHUI PROVINCE WANJIANG MECHANICAL AND ELECTRICAL EQUIPMENT MANUFACTURING Co.,Ltd.

Address before: Unit 2414-2416, main building, no.371, Wushan Road, Tianhe District, Guangzhou City, Guangdong Province

Patentee before: GUANGDONG GAOHANG INTELLECTUAL PROPERTY OPERATION Co.,Ltd.