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矿业安全与环保2025年第04期:基于数字图像处理的砂岩细观结构分形特征研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:黄冬梅;潘鑫;乔书昱;朱盈盈;王新照;

单位:山东科技大学安全与环境工程学院;

摘要:为研究砂岩细观结构特征与其宏观损伤破坏的相关性,以新汶煤田鄂庄煤矿选取的4种典型砂岩为研究对象,通过扫描电镜试验获取其灰度图像,借助实验优度法选取合适的分割方法,对其进行图像处理,并获取砂岩孔裂隙的长度、周长和面积等参数信息;通过小岛法获取岩样孔裂隙分形维数并计算损伤变量,研究分形特征、损伤变量与强度的相关性。研究结果表明:砂岩强度与其细观结构分形维数呈反比关系,砂岩孔裂隙结构复杂程度越高,其分形维数越大,单轴抗压强度越小,砂岩细观结构分形特征可为其强度特性评价及影响分析提供依据;砂岩损伤变量与分形维数具有正相关性,损伤变量随分形维数的递增呈非线性增大,分形维数可较好地表征砂岩的损伤程度和破碎程度,同时影响着砂岩的损伤特征。

关键词:砂岩;;分形特征;;数字图像处理;;小岛法;;抗压强度;;损伤变量

基金资助:国家自然科学基金项目(51704179)