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    利用SEM照片获取土的孔隙结构参数

    熊承仁 唐辉明 刘宝琛 张家生

    熊承仁, 唐辉明, 刘宝琛, 张家生, 2007. 利用SEM照片获取土的孔隙结构参数. 地球科学, 32(3): 415-419.
    引用本文: 熊承仁, 唐辉明, 刘宝琛, 张家生, 2007. 利用SEM照片获取土的孔隙结构参数. 地球科学, 32(3): 415-419.
    XIONG Cheng-ren, TANG Hui-ming, LIU Bao-chen, ZHANG Jia-sheng, 2007. Using SEM Photos to Gain the Pore Structural Parameters of Soil Samples. Earth Science, 32(3): 415-419.
    Citation: XIONG Cheng-ren, TANG Hui-ming, LIU Bao-chen, ZHANG Jia-sheng, 2007. Using SEM Photos to Gain the Pore Structural Parameters of Soil Samples. Earth Science, 32(3): 415-419.

    利用SEM照片获取土的孔隙结构参数

    基金项目: 

    湖北省博士后基金项目 [2006]25

    中国地质调查局“鄂西恩施地区滑坡形成机制与危险性评价”项目 1212010640604

    详细信息
      作者简介:

      熊承仁(1965-), 男, 博士, 副教授, 从事岩土工程与工程地质研究. E-mail: xiongcr@126.com

    • 中图分类号: P642

    Using SEM Photos to Gain the Pore Structural Parameters of Soil Samples

    • 摘要: 以土工实验和计算机图像处理技术为基础, 探讨利用SEM照片获取土的孔隙结构参数的方法, 并以重塑粘性土为例进行实证分析.为获取孔隙结构参数, 首先分3个步骤对土样的SEM照片进行图像处理: 即照片格式转换、颗粒边际线探测和颜色充填; 然后针对黑白二元图像测算孔隙结构参数.从设计制备的重塑粘性土的三轴试验样品中, 选择了12个不同水分状态和密度状态的样品, 经风干和烘干后, 进行SEM测试, 每个样品拍摄了3个尺度的SEM照片, 放大倍数依次为500倍、1000倍、2000倍.之后, 对所获得的SEM照片进行了图像处理分析, 计算了相应的平面孔隙比和平面孔隙率.数据分析表明: SEM照片测算的孔隙参数与通常三相图计算的孔隙参数有关联, 测算数据可以反映土的孔隙结构特征; 样品的不同脱水方式对SEM照片测算的孔隙参数有影响, 与三相图法计算数据相比, 风干土样测算的数据略有偏大, 烘干土样测算的数据偏小; 同一土样不同比例尺的SEM照片测算出的孔隙参数有所不同, 邻近三相图法计算结果上下波动; 利用SEM照片提取土的结构信息是可行的, 对SEM照片进行图像处理分析是获取土的孔隙结构参数的有效办法.

       

    • 图  1  由RGB彩色照片转化而得到的BW黑白照片

      Fig.  1.  BW photo transformed from RGB film

      图  2  进行边际处理后的图片

      Fig.  2.  Photo after edge-detected

      图  3  进行颜色充填后的图片

      Fig.  3.  Photo after color-filled

      表  1  试验用土的基本物性参数

      Table  1.   Basic parameters of experimental soil

      表  2  SEM测试样品的编号及其密度和水分状态

      Table  2.   No.of SEM samples and its moisture & density states

      表  3  SEM图像处理法测算的孔隙参数与三相图计算的孔隙参数的对比

      Table  3.   Comparison of pore structural parameters between SEM method and 3-phase diagram method

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    出版历程
    • 收稿日期:  2007-03-19
    • 刊出日期:  2007-05-25

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