论文部分内容阅读
在混凝土破坏过程试验研究方面,目前主要集中在各种静荷载组合和疲劳条件下的破坏机理研究。对试件表面裂纹动态演化过程和破坏后裂纹表面形态特征已有许多研究成果,但无法实测试件内部裂纹演化过程的事实仍然存在。混凝土动态荷载条件下强度参数研究资料较多,同样缺乏内部裂纹扩展过程的试验成果。而混凝土内部损伤参量、裂纹演化规律、裂纹形态表达是从更深层次研究混凝土细观破坏机理的重要内容。 鉴于此,本文利用医用CT设备采集了完整单轴压缩荷载作用下的混凝土试件内部断面图像。在 Matlab Graphical User Inierface(Gul)基础上编写了混凝土 CT图像处理系统V1.0,该系统主要由图像预处理、裂纹识别、裂纹测量、损伤演化分析和三维重建五大主要功能模块组成。利用该分析系统实现单轴加载的混凝土CT图像裂纹识别、裂纹评估及混凝土损伤演化全过程分析。 基于数字图像预处理技术降低了混凝土CT图像噪声。采用阈值分割、聚类和图像差值三种算法提取了混凝土内部裂纹,采用边缘检测技术提取了裂纹轮廓,比较分析了不同算法提取混凝土内部裂纹时各自的优缺点。基于动态 CT图像裂纹提取像素点个数信息,实现了混凝土CT图像裂纹面积、长度和平均宽度的测量。采用直观的CT数分析法、等值线法、阈值分割法、聚类法、伪彩色图像增强算法和差值图像分析法定性地描述了混凝土损伤演化过程,采用CT数分析法和裂纹区像素点统计法定量地探讨了混凝土损伤演化规律,研究了混凝土单轴压缩荷载作用下的破坏机理。 采用专业的Mimics交互式医学影像控制系统对混凝土CT横断面图像进行重建,在空间上实现混凝土内部裂纹的描述和定位,进一步研究了混凝土细观结构破坏机理。考虑界面单元材料力学参数,对真实细观结构下的混凝土三维有限元模型的建立进行初步探讨。