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在混凝土CT试验研究方面,目前主要研究混凝土在荷载作用下的细观裂纹演化过程和损伤规律。细观裂纹是混凝土CT研究的主要对象,差值CT图像方法可以更好地观察裂纹的变化过程,而差值CT图像经常存在阴阳环现象,因此,在图像差值运算之前必须进行图像的校正。分析CT图像的前提是必须有较高质量的CT图像,混凝土CT的分辨率究竟是多少和如何表达仍是一个未明确的问题。本文的研究对精确描述混凝土细观损伤过程和图像处理方法的选择具有决定性意义。 本文的研究工作可以总结为以下几个方面: (1)对混凝土CT图像处理方法的研究现状进行了系统分析,表明CT图像的重要信息尚未充分利用。对CT图像的分析方法进行了归纳,包括直观的CT图像分析法、等值线图分析法、等密度分割图分析法、CT数分析法以及CT图像的差值图像方法。分析了不同方法的优缺点,表明每一种方法具有不同的适用条件。 (2)针对试验扫描时的定位不准和试件变形这一问题,使得差值图像表现出阴阳环现象。本文提出3对图像校正的方法,包括平移校正、整体几何校正和感兴趣区校正,即在差值图像运算之前必须先对图像进行校正处理。比较了未校正和三种校正方法的效果差异,证明感兴趣区域校正差值图像方法误差最小这一结论。 (3)混凝土CT的高分辨率是对细观结构的观察和损伤程度信息定量提取的保证。但长期以来很多学者对CT的分辨率存在一些误解,影响了混凝土CT试验方法和CT成果的推广应用。本文总结和厘清了与CT图像分辨率有关的几个概念,系统归纳了常用的医用CT分辨率指标。 (4)为了直观地描述医用CT扫描混凝土时的分辨率指标,本文利用CT图像中的CT数计算损伤变量,由损伤变量得到体应变,考虑泊松比,得到横向变形,进而得到试样半径的变化量。医用CT能够分辨出混凝土的最小裂纹宽度小于0.04mm。 本文有两个创新点:一是提出CT图像的感兴趣区域校正差值图像方法,二是首次给出医用CT扫描混凝土的直观分辨率。