一种利用岩石细观结构数字图像的数值分析方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种利用岩石细观结构数字图像的数值分析方法，包括如下步骤：步骤100、通过拍照或扫描获得取样岩石的数字图像，获取取样岩石数字图像的数字信息，并将其转换为成分图像图对数字图像进行成分分类；步骤200、将数字信息和成分分类结果导入基于快速傅里叶变换的数值模型中进行数值计算；步骤300、对岩石细观结构模型进行数值分析，得到取样岩样细观结构对取样岩样宏观力学行为的影响规律；本发明专利技术直接利用了岩石数字图像的像素信息和对应材料特征，采用基于快速傅里叶变换的数值计算方法，无需划分网格而是直接利用岩石数字图像的像素信息和材料特征进行计算，大大提高了计算效率。

【技术实现步骤摘要】
一种利用岩石细观结构数字图像的数值分析方法
本专利技术实施例涉及岩样分析
，具体涉及一种利用岩石细观结构数字图像的数值分析方法。
技术介绍
岩石作为天然地质材料，其内部同时存在大量微裂纹、微孔洞等细观缺陷和矿物夹杂，使得岩石呈现显著的不连续性、不均匀性和各向异性等特征。因此，岩石材料的强度、变形和破坏特性等宏观力学行为不仅与外力作用条件相关，还极大地受到其内部多种细观结构的影响。但长期以来，人们将岩石作为连续介质体，直接利用连续介质力学理论进行研究，仅从宏观唯象的角度来研究岩石的强度、变形和破坏失稳等宏观特性，而忽略了岩石中天然存在的细观结构的影响。近年来，随着微观光学观测技术的发展及实验技术的进步，人们逐渐认识到，岩石材料细观结构造成了不连续性、不均匀性和各向异性等特征，并且通过大量实验验证了不同力学行为与细观结构演化之间的内在联系。国内外学者普遍认为，岩石损伤和破坏现象是从细观到宏观的多尺度耦合。从根本上讲，岩石的宏观力学行为是由其内部细观结构在外力作用下演化和发展所决定的，例如微裂纹的萌生和扩展、微孔洞的增长和矿物夹杂的破坏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用岩石细观结构数字图像的数值分析方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤100、图像处理，通过拍照或扫描获得取样岩石的数字图像，并利用数据分析软件获取取样岩石数字图像的数字信息，将所述取样岩石的数字图像转换为成分图像图对数字图像进行成分分类；/n步骤200、模型建立，将数字信息和成分分类结果导入基于快速傅里叶变换的数值模型中进行数值计算，并验证岩石细观结构的数字图像划分后的结果与原始图像的相似度；/n步骤300、在岩石细观结构模型中加载变换后的计算结果，通过数值分析得到取样岩样细观结构对取样岩样宏观力学行为的影响规律。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用岩石细观结构数字图像的数值分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤100、图像处理，通过拍照或扫描获得取样岩石的数字图像，并利用数据分析软件获取取样岩石数字图像的数字信息，将所述取样岩石的数字图像转换为成分图像图对数字图像进行成分分类；
步骤200、模型建立，将数字信息和成分分类结果导入基于快速傅里叶变换的数值模型中进行数值计算，并验证岩石细观结构的数字图像划分后的结果与原始图像的相似度；
步骤300、在岩石细观结构模型中加载变换后的计算结果，通过数值分析得到取样岩样细观结构对取样岩样宏观力学行为的影响规律。


2.根据权利要求1所述的一种利用岩石细观结构数字图像的数值分析方法，其特征在于，所述数字信息包括每一个像素的坐标信息以及与所述坐标信息对应的颜色信息；
其中，用i表示所述像素的横坐标，j表示所述像素的纵坐标，I表示所述像素的颜色信息，用(i，j，I)表示每一个所述像素的数字信息，其中，I表示每一个矿物的颜色信息的区间值。


3.根据权利要求2所述的一种利用岩石细观结构数字图像的数值分析方法，其特征在于，将每一个矿物的颜色信息区间值I依据每个像素所属的颜色类别以一个固定的数值N表示，其中，N为材料类别的ID，用(i，j，N)表示每一个像素的数据信息，N＝1,2,3,4,……。


4.根据权利要求3所述的一种利用岩石细观结构数字图像的数值分析方法，其特征在于，在步骤100中，对数字图像进行成分分类的具体步骤为：
步骤101、在数字图像上确定每一个所述像素的坐标，并通过坐标的方式标识每一个所述像素；
步骤102、根据矿物的颜色类别分别确定同一种类矿物的信息区间值；
步骤103、对同一种类矿物的信息区间值进行唯一赋值，根据唯一赋值的结果划分不同的矿物种类，并依据唯一赋值进行成...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明耀，彭磊，左建平，王智敏，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11