[发明专利]一种野外堆积物粒径快速测定系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于地质测量领域，具体涉及一种野外堆积物粒径快速测定仪系统及方法。

背景技术

松散堆积体斜坡破坏效应，如地震造成的滑坡、崩塌、泥石流和边坡失稳,冰川运动形成的终碛垄、侧碛垄地貌上的冰碛物剥落、拉裂倾倒，是常见的地质灾害,危害性极大。不仅对更工程建设造成了困难和危害，更对道路、坡体及坡脚居民的安全造成了严重影响。松散堆积体由陡边坡演化为滑坡的过程中，关键的影响因素是岩土体的抗剪强度。

然而，利用现有技术在野外调查时，通常只能记录最大砾石直径，估计平均粒径，含石率则难以估计。而含石率对对松散堆积体(如冰碛物)的抗剪强度有重要作用的。当含石率低于20％～30％时，砾石在土体中只起填料作用,形不成骨架,对土的抗剪强度影响甚微；当含石率高于20％～30％后,砾石在土体中起骨架作用,对堆积体的抗剪强度影响显著。随着含石量增加,堆积体抗剪强度急剧地增大。

目前粒度分析主要为标准土壤筛，但最大筛径仅为60mm，而现实中大量的砾石大于60mm，因此无法获得准确的含石率。

此外，组构和粒度是碎屑沉积物(岩)最重要的结构特征，在野外地质调查时，碎石土粒径的描述往往没有经过实测而由调查者肉眼估计，造成极大的误差。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种野外堆积物粒径快速测定系统，用于野外快速测定堆积物粒径组成。

为实现上述目的，本发明所提供的野外堆积物粒径快速测定系统，采用摄像装置获取堆积物露头图像，所述摄像装置内置图像处理程序；所述野外堆积物粒径快速测定系统还包含标准框及三脚架；所述标准框的四边含刻度；所述摄像装置固定在三脚架上。

优选的，所述野外堆积物粒径快速测定系统还包含激光笔，所述三脚架设置有夹具，夹持激光笔，摄像装置中心在激光笔长轴上。保证摄像装置与堆积物断面的垂直关系

优选的，所述标准框为1.5m*1.5m或2m*2m，由4根刻度尺组成，其刻度为毫米，相邻刻度尺由螺母/螺杆连接。进一步优选的，所述相邻标准框的刻度尺的连接端设置连接杠杆，一端焊接，一端以螺母/螺杆链接。不仅能保持稳定性，而且整个标准框可现场拼装。

优选的，所述摄像装置为相机或者手机。优选的，所述野外堆积物粒径快速测定系统还包含有反光板。

以上所述的野外堆积物粒径快速测定系统的操作方法步骤为：

S1、选择堆积物的良好露头；现场安装标准框，将带刻度尺的标准框用钢钉固定于露头面前面，覆盖露头面局部，贴近露头面；

S2、将三脚架放置于距标准框约2m处，左右及上下调整三脚架的位置使得激光笔的红点正好落于标准框中心；

S3、将相机调到刚好覆盖标准框的区域，采集图像，图像采集至少3次；

S4、由内置图像处理程序的摄像装置对选出的图像处理，获取堆积物粒径，输出颗分曲线和面含石率。

优化的，所述步骤S1中，标准框的中心高度约等于测试者的身高减掉30公分。所述步骤S3中，使用反光板把光线反射到出露面。采集图像时，注意不要使得图像有过多的阴影，反光板能够避免光线弱而造成的马赛克、虚焦、黑暗等状况发生。优化的，所述步骤S4中，定义粒径大于10mm的连通区域面积之和为面含石率。

本发明提供的一种野外堆积物粒径快速测定仪系统和方法的有益效果体现在能够通过内置图像处理程序的摄像装置以及标准框、三脚架等，在野外即时、准确的测量松散堆积体的粒径分布，对于预测边坡稳定性、滑坡的预防及治理等具有重要意义。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明所述标准框(1)的结构。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的实施作进一步的描述。

本发明所提供的野外堆积物粒径快速测定系统，采用摄像装置获取堆积物露头图像，所述摄像装置内置图像处理程序；所述野外堆积物粒径快速测定系统还包含标准框1及三脚架；所述标准框1的四边含刻度；所述摄像装置固定在三脚架上。所述野外堆积物粒径快速测定系统还包含激光笔，所述三脚架设置有夹具，夹持激光笔，摄像装置中心在激光笔长轴上。保证摄像装置与堆积物断面的垂直关系

如图1所示，所述标准框1为1.5m*1.5m或2m*2m，由4根刻度尺2组成，其刻度为毫米，相邻刻度尺2由螺母/螺杆连接。进一步优选的，所述相邻标准框1的刻度尺2的连接端设置连接杠杆3，一端焊接，一端以螺母/螺杆链接。不仅能保持稳定性，而且整个标准框1可现场拼装。