数字图像测量技术在岩土工程试验中的应用研究

数字图像测量技术在岩土工程试验中的应用研究

庞印通

天津凯旋建筑工程有限公司 天津市 301800

摘要：现阶段，我国科学技术水平显著提升，数字图像测量技术作为一种新兴的测量技术，本身有着性能、效率非常高的特点，融合了力光电子学、计算机技术等各种先进的技术。所以，在进行岩土工程施工时，施工人员要加大对岩土微观信息和宏观信息的重视，加强数字图像测量技术的应用，同时还要对变形问题和力学性质问题进行分析，本文就数字图像测量技术在岩石工程测试中的应用进行研究，希望能够在一定程度上提高岩石工程施工的质量。

关键词：岩土工程；数字图像测量技术；应用

引言

近年来，随着计算机技术、数字通信技术、遥感技术等先进技的迅速发展，以及微电子芯片密度的增加，数字图像测量技术取得了巨大发展，理论和应用实践都有了长足进步，为岩土工程物理力学分析、室内实验、现场勘查和地质信息分析等提供了有力的技术支持，基本适应了岩土工程需要。在这里，基于数字图像测量技术具体探讨了其在三轴试验土样变形测量中的应用，为广大同行提供借鉴，以期推进数字图像测量技术在岩土工程试验中全面进步。

1岩土工程勘察试验中存在问题分析

1.1试验仪器设备管理水平较为滞后

岩土工程勘察试验进行中存在的主要问题则是试验仪器设备管理水平较为滞后。对于试验来讲，仪器设备是试验进行的主要条件之一，一旦仪器设备应用存在较大的问题，那么将会很大程度上影响试验进行的准确性。具体而言，首先当前绝大部分单位所应用的土工仪器设备更新速度比较缓慢，某些设备老化，无法进行充分的试验检测，影响数据的精确性。其次，当前所引进的新设备中也存在极为不合理的地方。市场上对于设备生产缺乏强有力的监督管理，监督机制的缺乏、专业化监督水平滞后，以此导致某些仪器设备在进入市场之处便违背了相关的生产规范，这种以次充好的现象大量存在。如，市场上虽然相同品牌的仪器设备大量存在，但是明显发现同一种品牌设备试验的数据精确度之间缺存在很大的差别。最后，岩土工程勘察单位对于试验仪器设备缺乏正常的维护。仪器设备在进行一项试验之后，需要进行特定的维护保养，以此才能够在保证仪器设备运行的科学化，保证仪器设备性能的完整性。

1.2试验样本采集、处理不规范，随意性较强

随着现代化建设的不断拓展，工程区域也在不断扩大，在面对地形和地貌日益多样性的过程中，岩土工程的勘测工作也逐渐受到了重视，越来越多的组织和团体将资源投入其中。然而，在具体的工作中，不少的人为了快速完成工作，提升项目的经济效益，往往没有对工作引起重视。例如:盲目采集样本，或是保存样本不合规范等。这使得试验没有足够代表性和指导性。除此之外，在样品的运输、保存及其它处理过程中也存在不够细致的情况，导致土样受到干扰，出现样品混乱的问题。

1.3试验工作者综合素质有待提高

岩土工程勘察试验是一个复杂并需要专业化知识的过程，试验操作者首先需要具备专业化的知识并具备熟练的试验操作经验，此外能够准确分析数据，并具备对数据采集、存储以及试验优化的能力。能够从不同方面来验证数据结论，并保试验结果科学、有效。不过在实际试验工作中，很多人并不具备试验工作素质，很多人并不能熟练的使用相关仪器，并且相关专业化能力也不足，对记录的数据无法很好的处理，无法得出相关有用的数据。随着科学技术的迅猛发展，当前对岩土工程勘察试验有了很多改进，不仅引入了新的勘察试验仪器，另外在技术、工艺、数据统计等方面也有了革新，但很多工作人员并不能有效的与时俱进，不仅专业素养缺乏，并且也缺少应有的责任感，在考察环节不仅敷衍了事，在具体试验过程也不按照相关标准进行，最后对数据也不具备综合处理能力，导致最终获得的信息不具备任何参考价值，甚至会影响工程的后续规划。

2数字图像技术的概述

数字化技术与测量技术的结合是当代社会中一种新型的技术手段，其借助了信息化与自动化技术基础，满足了工程测量中高精度、快速、准确、自动测量等多种需求。在土木工程测量中采用数字图像技术，其能够将连续变化的被测模拟量转化为离散数质量，通过自动化的数据采集、计数、编码与传输、存储，能够有效的处理数据，形成图像，并打印图像，全过程自动完成，在测量及时性上较高，操作也较为简便，不需要浪费较多时间与成本。且由于数字化测量技术在将测量模拟量转化为数字量后能够直接传递与计算机中进行处理，应用其在数据的及时性与真实性上都较高，应用于工程测量中能够很好的保障工程测量数据准确性。另外，数字化图像技术在测量误差上很小，对于复杂地形环境下的测量也能够保障较好的测量精度，更具有较好的便捷性，不需要测量后认为记录数据，其自动记录与转化、传输、处理，能够以其自动化与智能化优势形成良好测量效果。

3数字图像测量技术在岩土工程试验中的应用

3.1端部约束问题

在对岩土工程进行测量时，要极大对端部约束的重视，采用三维柱体的方式对岩土工程进行详细的测量，利用数字图像测量技术对岩土的表面进行科学的测量，并且在进行测量的过程中，还要不断根据岩土工程的实际情况实时转换三维柱体的坐标，缩小岩土工程成像的误差，并且在这个过程中还要不断转换坐标，转换岩土工程的坐标，并且还要对岩土工程的坐标进行科学的分析，了解岩土工程中土样的变形情况，对土样的等值线进行研究，对岩土工程的整体表面便形场进行详细的了解。刚性试样帽的侧限作用非常明显，能够对三轴试验变形造成一定的影响。

3.2三轴试验测量

三轴试验是进行土力学研究的有效手段，具备易控制、土样应力相对明确、精确测得孔压等优点，所以在岩土工程室内试验中应用比较广泛，绝大多数的岩土工程本构模型参数都是通过三轴试验得来。在三轴试验中，把一个圆柱形土样放到密闭的压力室中，通过施加各向均等的周围压力和轴向偏差应力来模拟实际土层的受力状况，以此为根据研究土的强度和应力应变本构关系。在进行试验前，先通过计算机数字图像测量系统进行三轴试验变形测量，得到三轴试验需要的有关数据。计算机数字图像测量系统，基本由计算机、传感器、图像采集卡、计算机图像处理软件等构成。进行三轴试验变形测量的方法有三种，分别是轴向变形测量、体积变形测量、径向变形测量，可根据岩土工程三轴试验变形测量实际情况从中选择其中的一种测量方法。为了使测量精度更高，标记更科学合理，选用基于亚像素角点检测的数字图像测量方法，标记方法为方块法。通过捕捉黑色橡皮膜上的白色方块状标志的角点的位移来测量土样变形，使用这样的标记方法可以得到更丰富的测量信息，轴向和径向的测量精度也相对较高，像素可以达到0.02个像素。

结语

数字图像技术是数字测绘技术的一类，其结合现代化计算机信息科技与传统的测绘技术，在土木工程建设与设计中都起到了测量、成图、数据供给等作用，很好的提高了工程测量质量，且应用范围也越来越广泛。因此，相关人员要结合国内外先进的经验和技术，对数字图像测量技术进行创新，岩石工程的施工质量才能得到提高。

参考文献

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