【技术实现步骤摘要】
一种采用投石机理的堆积体边坡数值计算模型建立方法
本专利技术涉及一种采用投石机理的堆积体边坡数值计算模型建立方法，属于边坡防护
技术介绍
堆积体是一个依据成因和岩土体性状的概念，系指松散破碎岩土体堆积形成的地质体，属于边坡变形破坏后继续运动形成的产物，在我国西部山区广泛分布。这类堆积体在天然状态下通常处于临界状态，但在工程建设中由于对其开挖扰动，破坏了原有的地形地貌，改变了坡体原有的平衡状态，从而易产生堆积体稳定性问题，给工程建设带来困扰。堆积体多是由不均匀的块石组成，传统的堆积体稳定性分析方法为极限平衡法，在数值建模时，通常将其组成的块石简化为均质体，此方法忽略了块体形状的影响，这与现场情况不相符，从而导致计算结果存在一定的偏差，无法更好满足边坡工程建设需要；故而，亟待专利技术一种堆积体稳定性分析的有效方法，在充分了解堆积体分布形态的基础上，实现对堆积体组成成分的真实模拟。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种采用投石机理的堆积体边坡数值计算模型建立方法，可以克服现有技术...
【技术保护点】
1.一种采用投石机理的堆积体边坡数值计算模型建立方法，其特征在于，包括以下步骤：/ns1、块石的获取，/n选取堆积体典型部位，采用数码相机进行图像拍摄，采集一批块石；/ns2、构建堆积体特征库，/n通过数字图像处理技术对块石轮廓一一进行提取，得到一批二维数字化的块石轮廓，构建堆积体特征库；/ns3、建立块石库，/n将堆积体特征库内的块石轮廓调出，对其轮廓上的点坐标及块石的原始粒径一一进行存储，建立块石库；/ns4、建立土石混合体模型，/n依据勘察资料提供的堆积体范围大小，采用投石机理构建堆积体的真实计算模型；/ns5、土石混合体模型的分析计算，/n将步骤s4中的真实计算模型...
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种采用投石机理的堆积体边坡数值计算模型建立方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1、块石的获取，
选取堆积体典型部位，采用数码相机进行图像拍摄，采集一批块石；
s2、构建堆积体特征库，
通过数字图像处理技术对块石轮廓一一进行提取，得到一批二维数字化的块石轮廓，构建堆积体特征库；
s3、建立块石库，
将堆积体特征库内的块石轮廓调出，对其轮廓上的点坐标及块石的原始粒径一一进行存储，建立块石库；
s4、建立土石混合体模型，
依据勘察资料提供的堆积体范围大小，采用投石机理构建堆积体的真实计算模型；
s5、土石混合体模型的分析计算，
将步骤s4中的真实计算模型数据转化为图形交互文件，构建岩土材料的模型数据，并进行堆积体边坡数值计算。
2.根据权利要求1所述的采用投石机理的堆积体边坡数值计算模型建立方法，其特征在于：步骤s2中，应用MATLAB，实现特征库中块体数据化，包括以下步骤：
s1.1、采用数码相机采集一批彩色块石,并提取其中一块彩色图像2a；
s1.2、将彩色图像2a进行灰度变换；
s1.3、对图像周边像素平滑处理，以减少图像噪声并降低细节层次；
s1.4、检测块石的外轮廓；
s1.5、通过领域搜索方法，即可在二值化的像素矩阵中搜索出块石轮廓坐标，获取二维数字化的块石轮廓2e；
重复步骤s1.1-s1.5操作，得到一批二维数字化的块石轮廓，构建堆积体特征库。
3.根据权利要求2所述的采用投石机理的堆积体边坡数值计算模型建立方法，其特征在于：步骤s1.2中，使用灰度转换函数将自然彩色图像转换为灰度图像2b，其中灰度转换函数为：
式中，g(x,y)是输出的灰度图像2b；f(x,y)是输入彩色图像2a；T是f(x,y)上的算子；R(x,y)，G(x,y)和B(x,y)是彩色图像2a的红色R、绿色G及蓝色B分量；
步骤s1.3中，采用高斯模糊处理技术对图像周边像素平滑处理，用正态分布计算图像中每个像素的变换,并取每一个像素周边像素的平均值，经过高斯模糊处理技术生成一个半透明的观察图像2c；
其中，一维高斯函数的方程为：
根据一维高斯函数，可以推导得到二维高斯模糊方程：
式中，x是水平轴上任意一点到坐标原点的距离；y是竖直轴上任意一点到坐标原点的距离；σ是高斯分布的标准差。
步骤s1.4中，对图像进行二值化处理，将图像中的块石和背景分离：块石区域的像素值为0，块石显示为黑色图像2d；背景区域的像素值为1，背景显示为白色；
确定一个合理的阈值进行二值化图像的划分，选取分离系数η(k)用于评价阈值是否合适：
技术研发人员：吴维义，赵振宇，李昌龙，姬同旭，魏小楠，谢贝贝，周昌群，
申请(专利权)人：贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52
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