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岩石颗粒与孔隙系统数字图像识别方法及应用
被引量：
45
1
作者
刘春
许强
+1 位作者
施斌
顾
颖
凡
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第5期925-931,共7页
以砂岩薄片微观图像为例,研究了岩石颗粒与孔隙系统数字图像识别、定量化和统计分析方法。通过多颜色分割和去杂等操作获得二值图像;提出改进的种子算法来封闭特定直径的孔喉,并自动分割和识别不同的孔隙和颗粒;引入了概率统计的方法,...
以砂岩薄片微观图像为例,研究了岩石颗粒与孔隙系统数字图像识别、定量化和统计分析方法。通过多颜色分割和去杂等操作获得二值图像;提出改进的种子算法来封闭特定直径的孔喉,并自动分割和识别不同的孔隙和颗粒;引入了概率统计的方法,实现了由二维颗粒面积计算颗粒系统的三维分选系数;使用概率熵和分形维数分别来描述颗粒和孔隙的定向性和形状复杂度的变化等。在理论研究基础上,研发了孔隙（颗粒）及裂隙图像识别与分析系统（PCAS）,通过简单操作即可得到颗粒和孔隙各种几何参数和统计参数。实例中,将PCAS应用于高孔隙度砂岩压密带微观形成机制研究。图像分析结果表明：（1）颗粒和孔隙得到了准确地识别量化,统计参数有效地描述和区分了不同的砂岩微观结构;（2）与V型压密带相比,产生平直型压密带的砂岩具有较大的孔隙度和平均孔隙面积,以及较好的颗粒分选性。研究表明砂岩压密带形态与其微观结构紧密联系,所采用的微观结构识别和分析方法可行。
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关键词
微观结构
图像处理
自动识别
PCAS
砂岩
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职称材料
土体SEM图像微观结构的识别和统计方法
被引量：
16
2
作者
汤强
刘春
+1 位作者
顾
颖
凡
施斌
《桂林理工大学学报》
北大核心
2017年第3期547-552,共6页
基于图像处理软件PCAS研究了土体微观结构定量分析方法。通过阐释图像识别中阈值(T)、孔喉封闭半径(r)、最小孔隙面积(S0)以及统计参数的意义,提出了土体SEM图像处理时这些参数的选取方法。应用软件对6个粘土样品的SEM图像进行处理,采...
基于图像处理软件PCAS研究了土体微观结构定量分析方法。通过阐释图像识别中阈值(T)、孔喉封闭半径(r)、最小孔隙面积(S0)以及统计参数的意义,提出了土体SEM图像处理时这些参数的选取方法。应用软件对6个粘土样品的SEM图像进行处理,采用不同r和S0,自动分析得到粘土的孔隙分布图,并得到孔隙系统的各类几何参数和统计参数,实现了对粘土微观孔隙系统的定量分析。结果表明:对于表观孔隙率较小且二值图像噪点较少的图像,采用较小的r和S0进行分析,得到的孔隙分布结果更能反映土体的微观结构;若土体表观孔隙率较大且二值图像中噪点较多,可以适当增大r和S0值进行分析。
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关键词
孔隙系统
PCAS
图像识别
参数选取
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职称材料
基于离散元法的水力压裂数值模拟
被引量：
9
3
作者
顾
颖
凡
卢毅
+1 位作者
刘兵
刘春
《高校地质学报》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第1期194-199,共6页
不同条件下水压裂隙的发展特性对有效开采页岩气具有重要的指导作用。针对岩体在微观上为颗粒和孔隙的结构系统,提出离散元水力压裂数值模拟方法,离散元能量转化和能量守恒计算方法,建立了相应的三维离散元模型。采用自主研发的三维离...
不同条件下水压裂隙的发展特性对有效开采页岩气具有重要的指导作用。针对岩体在微观上为颗粒和孔隙的结构系统,提出离散元水力压裂数值模拟方法,离散元能量转化和能量守恒计算方法,建立了相应的三维离散元模型。采用自主研发的三维离散元模拟软件Mat DEM3D,通过控制模型的竖向应变与颗粒直径,来模拟地层中的应力与压裂速率的变化。模拟结果表明:(1)水力压裂产生裂隙的数量和方向受岩石的各向异性,压力状态和变化速率所影响。(2)裂隙在压缩波传播时发展,当水压力高速增加时,诱发的裂隙数量增多,并且有效能量(断裂热)百分比也随之增加,压裂作用也变得更明显。(3)当竖向应变为零时,50%的裂隙呈垂直状态,当竖向应变为-1×10-4时,裂隙趋于沿着最大压力方向发展,竖向裂隙的百分率增大。数值模拟和能量分析为定量地研究岩石水力压裂过程提供了一个新的方法。
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关键词
水力压裂
离散元
MatDEM
能量
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职称材料
苏州地面沉降区土层微观结构和宏观力学性质分析
被引量：
2
4
作者
顾
颖
凡
刘春
+2 位作者
施斌
吴静红
周春慧
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2018年第1期81-86,93,共7页
地面沉降是苏州地区主要的地质灾害之一,由于长期开采地下水,该地区地面沉降不断加剧,制约了经济发展。结合土体微观结构定量分析和宏观力学性质试验,探索地面沉降问题的微宏观机制。以苏州地面沉降区200m的钻孔土样为研究对象,开展了...
地面沉降是苏州地区主要的地质灾害之一,由于长期开采地下水,该地区地面沉降不断加剧,制约了经济发展。结合土体微观结构定量分析和宏观力学性质试验,探索地面沉降问题的微宏观机制。以苏州地面沉降区200m的钻孔土样为研究对象,开展了快速固结、液塑限测定等一系列土工试验。采用冷冻干燥法获取各土层的SEM图像,使用PCAS分析软件对土样进行微观结构分析并在钻孔中布设FBG光缆进行持续性土层应变监测。结合液、塑限试验,快速固结实验数据,微观结构定量分析结果与光纤监测数据,得出以下结论：沉积土层的含水率,液性指数,压缩系数随深度递减;随着深度的增加,土层的定向性由差变好;第二承压含水层土层孔隙大且数量多,压缩潜力强于第三承压含水层,稳定性较差,有必要开展进一步监测研究。
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关键词
地面沉降
微观结构
力学性质
PCAS
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职称材料
题名
岩石颗粒与孔隙系统数字图像识别方法及应用
被引量：
45
1
作者
刘春
许强
施斌
顾
颖
凡
机构
南京大学地球科学与工程学院
地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学)
南京大学(苏州)高新技术研究院
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第5期925-931,共7页
基金
国家自然科学基金项目(41230636,41302216)
国家杰出青年科学基金项目(41225011)
江苏省自然科学基金青年项目(BK20170393)
文摘
以砂岩薄片微观图像为例,研究了岩石颗粒与孔隙系统数字图像识别、定量化和统计分析方法。通过多颜色分割和去杂等操作获得二值图像;提出改进的种子算法来封闭特定直径的孔喉,并自动分割和识别不同的孔隙和颗粒;引入了概率统计的方法,实现了由二维颗粒面积计算颗粒系统的三维分选系数;使用概率熵和分形维数分别来描述颗粒和孔隙的定向性和形状复杂度的变化等。在理论研究基础上,研发了孔隙（颗粒）及裂隙图像识别与分析系统（PCAS）,通过简单操作即可得到颗粒和孔隙各种几何参数和统计参数。实例中,将PCAS应用于高孔隙度砂岩压密带微观形成机制研究。图像分析结果表明：（1）颗粒和孔隙得到了准确地识别量化,统计参数有效地描述和区分了不同的砂岩微观结构;（2）与V型压密带相比,产生平直型压密带的砂岩具有较大的孔隙度和平均孔隙面积,以及较好的颗粒分选性。研究表明砂岩压密带形态与其微观结构紧密联系,所采用的微观结构识别和分析方法可行。
关键词
微观结构
图像处理
自动识别
PCAS
砂岩
Keywords
micro structure
image processing
automatic recognition
PCAS
sandstone
分类号
TU43 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
土体SEM图像微观结构的识别和统计方法
被引量：
16
2
作者
汤强
刘春
顾
颖
凡
施斌
机构
南京大学地球科学与工程学院
南京大学(苏州)高新技术研究院
出处
《桂林理工大学学报》
北大核心
2017年第3期547-552,共6页
基金
国家自然科学基金项目(41225011
41302216)
+1 种基金
中国科协青年人才托举工程(2016QNRC001)
青岛海洋科学与技术国家实验室开放基金项目(QNLM2016ORP0110)
文摘
基于图像处理软件PCAS研究了土体微观结构定量分析方法。通过阐释图像识别中阈值(T)、孔喉封闭半径(r)、最小孔隙面积(S0)以及统计参数的意义,提出了土体SEM图像处理时这些参数的选取方法。应用软件对6个粘土样品的SEM图像进行处理,采用不同r和S0,自动分析得到粘土的孔隙分布图,并得到孔隙系统的各类几何参数和统计参数,实现了对粘土微观孔隙系统的定量分析。结果表明:对于表观孔隙率较小且二值图像噪点较少的图像,采用较小的r和S0进行分析,得到的孔隙分布结果更能反映土体的微观结构;若土体表观孔隙率较大且二值图像中噪点较多,可以适当增大r和S0值进行分析。
关键词
孔隙系统
PCAS
图像识别
参数选取
Keywords
pore systems
PCAS
identification of image
selection of parameters
分类号
TU411.92 [建筑科学—岩土工程]
TP391.4 [建筑科学—土工工程]
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职称材料
题名
基于离散元法的水力压裂数值模拟
被引量：
9
3
作者
顾
颖
凡
卢毅
刘兵
刘春
机构
南京大学地球科学与工程学院
国土资源部地裂缝地质灾害重点实验室
南京大学(苏州)高新技术研究院
出处
《高校地质学报》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第1期194-199,共6页
基金
国家自然科学基金青年项目(41302216)
江苏省自然科学基金青年项目(BK20130377)
江苏省科技支撑计划(BE2013115)资助
文摘
不同条件下水压裂隙的发展特性对有效开采页岩气具有重要的指导作用。针对岩体在微观上为颗粒和孔隙的结构系统,提出离散元水力压裂数值模拟方法,离散元能量转化和能量守恒计算方法,建立了相应的三维离散元模型。采用自主研发的三维离散元模拟软件Mat DEM3D,通过控制模型的竖向应变与颗粒直径,来模拟地层中的应力与压裂速率的变化。模拟结果表明:(1)水力压裂产生裂隙的数量和方向受岩石的各向异性,压力状态和变化速率所影响。(2)裂隙在压缩波传播时发展,当水压力高速增加时,诱发的裂隙数量增多,并且有效能量(断裂热)百分比也随之增加,压裂作用也变得更明显。(3)当竖向应变为零时,50%的裂隙呈垂直状态,当竖向应变为-1×10-4时,裂隙趋于沿着最大压力方向发展,竖向裂隙的百分率增大。数值模拟和能量分析为定量地研究岩石水力压裂过程提供了一个新的方法。
关键词
水力压裂
离散元
MatDEM
能量
Keywords
hydraulic fracturing
discrete element method
Mat DEM
energy
分类号
TE357.1 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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职称材料
题名
苏州地面沉降区土层微观结构和宏观力学性质分析
被引量：
2
4
作者
顾
颖
凡
刘春
施斌
吴静红
周春慧
机构
南京大学地球科学与工程学院
南京大学(苏州)高新技术研究院
出处
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2018年第1期81-86,93,共7页
基金
国家自然科学基金项目(41230636,41302216,41502274)
苏州市科技计划项目(SYG201614)资助
文摘
地面沉降是苏州地区主要的地质灾害之一,由于长期开采地下水,该地区地面沉降不断加剧,制约了经济发展。结合土体微观结构定量分析和宏观力学性质试验,探索地面沉降问题的微宏观机制。以苏州地面沉降区200m的钻孔土样为研究对象,开展了快速固结、液塑限测定等一系列土工试验。采用冷冻干燥法获取各土层的SEM图像,使用PCAS分析软件对土样进行微观结构分析并在钻孔中布设FBG光缆进行持续性土层应变监测。结合液、塑限试验,快速固结实验数据,微观结构定量分析结果与光纤监测数据,得出以下结论：沉积土层的含水率,液性指数,压缩系数随深度递减;随着深度的增加,土层的定向性由差变好;第二承压含水层土层孔隙大且数量多,压缩潜力强于第三承压含水层,稳定性较差,有必要开展进一步监测研究。
关键词
地面沉降
微观结构
力学性质
PCAS
Keywords
land subsidence
microstructure
mechanical property
PCAS
分类号
TU42 [建筑科学—岩土工程]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
岩石颗粒与孔隙系统数字图像识别方法及应用
刘春
许强
施斌
顾
颖
凡
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
45
下载PDF
职称材料
2
土体SEM图像微观结构的识别和统计方法
汤强
刘春
顾
颖
凡
施斌
《桂林理工大学学报》
北大核心
2017
16
下载PDF
职称材料
3
基于离散元法的水力压裂数值模拟
顾
颖
凡
卢毅
刘兵
刘春
《高校地质学报》
CAS
CSCD
北大核心
2016
9
下载PDF
职称材料
4
苏州地面沉降区土层微观结构和宏观力学性质分析
顾
颖
凡
刘春
施斌
吴静红
周春慧
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2018
2
下载PDF
职称材料
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