[发明专利]一种基于剖面塑形法的混凝土骨料结构特征拾取方法

权利要求书

1.一种基于剖面塑形法的混凝土骨料结构特征拾取方法，其特征在于，该结构特征拾取方法包含：

S1，利用进行三维重建的混凝土材料制作油泥模块；

S2，对所述步骤S1制成的油泥模块进行切割、扫描；

S3，将所述步骤S2获取的油泥模块扫描图像进行图像处理；

S4，将处理后的扫描图像进行混凝土颗粒结构三维空间模型重构；

S5，将得到的混凝土颗粒结构三维空间模型进行方向和位置的随机分布，实现混凝土骨料结构特征拾取。

2.如权利要求1所述的基于剖面塑形法的混凝土骨料结构特征拾取方法，其特征在于，所述步骤S1包含：

S1.1，获取需进行三维重建的混凝土材料，包含：混凝土颗粒、油泥材料、防粘油及油泥箱；其中，油泥材料包含石蜡、凡士林、碳酸钙；

S1.2，制作浆状油泥；

S1.3，制作分块油泥模块；

S1.4，将所述分块油泥模块进行定位标记和划分等高线。

3.如权利要求2所述的基于剖面塑形法的混凝土骨料结构特征拾取方法，其特征在于，所述步骤S1.2包含：

将石蜡、凡士林放入反应釜内加热，待原料溶化后再加入碳酸钙，在反应釜内搅拌均匀直至无细团状粉料为止，确保此时的浆状油泥粘度能够使放入混凝土颗粒后，不会沉底。

4.如权利要求2所述的基于剖面塑形法的混凝土骨料结构特征拾取方法，其特征在于，所述步骤S1.3包含：

S1.3.1，将所述油泥箱的两侧面挡板设计为可拆卸挡板，该油泥箱的箱盖尺寸与该油泥箱的内壁尺寸匹配；

S1.3.2，在所述油泥箱内壁均有涂抹防粘油，将所述步骤S1.2制成的所述浆状油泥倒入该油泥箱内，并搅拌均匀；

S1.3.3，将所有混凝土颗粒表面均匀涂抹防粘油，将处理后的所有所述混凝土颗粒间隔埋入所述步骤S1.3.2中的浆状油泥中，使得所述浆状油泥能够完全包裹所有的混凝土颗粒；

S1.3.4，采用上述油泥箱的箱盖对所述步骤S1.3.3处理后的浆状油泥进行压缩，直至油泥间不出现缝隙，制成整块油泥模块；

S1.3.5，将经所述步骤S1.3.4处理后油泥箱放入水中进行冷却，冷却温度确保油泥模块能够进行切割而不至切割面变形，待油泥冷却变硬后，拆下所述油泥箱的两侧面挡板，利用其中一个所述侧面挡板，将所述油泥模块从该油泥箱内推出；

S1.3.6，将取出的所述油泥模块根据所述混凝土颗粒间距的中部进行切分，分成若干带有单个混凝土颗粒的油泥模块体，该油泥模块体的长宽高尺寸不大于所述混凝土颗粒各方向上最大尺寸的1.5倍，分块油泥模块制作完成。

5.如权利要求2所述的基于剖面塑形法的混凝土骨料结构特征拾取方法，其特征在于，所述步骤S1.4包含：

S1.4.1，采用截面不对称钢具对所述步骤S1.3制成的所述分块油泥模块顶部拐角边缘钻取一个不对称形状的小孔，作为扫描定位的参考标记；

S1.4.2，根据数值计算模型的精度要求，确定所述分块油泥模块的等高线的高差；并在所述分块油泥模块侧面画出闭合等高线。

6.如权利要求2所述的基于剖面塑形法的混凝土骨料结构特征拾取方法，其特征在于，所述步骤S2包含：

S2.1，沿着所述步骤S1.4画好的闭合等高线将所述分块油泥模块进行切割，在所述油泥与所述混凝土颗粒结合处，沿着该混凝土颗粒外表面对油泥进行切割分离，并将切割下来的油泥切片进行标记；

S2.2，根据所述步骤S2.1的标记顺序，对所有的所述油泥切片进行逐个扫描，并获取每个所述油泥切片的扫描图像。

7.如权利要求1所述的基于剖面塑形法的混凝土骨料结构特征拾取方法，其特征在于，所述步骤S3包含：

对所述步骤S2获取的扫描图像进行读入，再将其转化为灰度图像，采用边缘检测算子对各层切片进行边缘检测和提取，找出图像边缘非零坐标值，生成二维闭合曲线。

8.如权利要求7所述的基于剖面塑形法的混凝土骨料结构特征拾取方法，其特征在于，所述步骤S4包含：

将所述步骤S3获取的所述二维闭合曲线进行面域处理，并利用布尔操作按等高线的高差对二维闭合曲线进行垂直拉伸，构建三维空间模型，得到数值计算所需要的混凝土颗粒结构三维空间模型。

9.如权利要求8所述的基于剖面塑形法的混凝土骨料结构特征拾取方法，其特征在于，所述步骤S5包含：

将所述步骤S4得到的多组所述混凝土颗粒三维空间模型进行方向和位置的随机分布，确保其空间分布不得超过柱体边界范围。