裂隙图像识别技术在天峨龙滩特大桥拱座地基岩体完整性评价中的应用

在天峨龙滩大桥拱座地基岩体完整性评价中,存在无介质环境下钻孔声波探测手段受限,而常规钻孔取芯分析岩体完整程度存在精度低、效率慢等问题,缺少在包气带内的岩体完整程度定量化评价的有效手段。文章针对以上问题,提出了利用颗粒(孔隙)及裂隙图像识别与分析系统(PCAS)对钻孔电视孔壁岩体影像进行完整程度参数量化研究,与岩体声波探测获得的Kv值进行相关性分析,获得两者之间的相关性关系和拟合关系式,从而获取拱座地基全域岩体完整程度的量化指标。依靠钻孔电视技术适用环境广泛和PCAS裂隙识别高效准确的技术优势,研究成果成功应用于天峨龙滩大桥拱座地基勘察设计阶段、施工阶段岩体完整程度的定量化判别。

膨胀土裂隙图像的识别

为提高计算机对膨胀土裂隙图像的识别精度,针对膨胀土裂隙的特点,引入边缘检测技术对膨胀土的裂隙图像进行处理,从一阶微分算子到二阶微分算子进行膨胀土裂隙的试验。结果表明与其他算子比较,Canny算子在图像噪声的去除以及避免裂隙信息失真上具有较好效果。

冻融及耦合酸化作用下土壤中重金属的浸出性及其机制解析

冻融与不同pH溶液的耦合作用下土壤中重金属浸出行为尚缺乏研究。本研究采用TCLP测试评估了冻融及耦合酸化处理前后土壤中重金属的浸出毒性,并采用孔隙(颗粒)与裂隙图像识别与分析系统(PCAS)和地球化学模拟软件(PHREEQC)分别探究土壤矿物颗粒的微观结构和矿物学演化特征。结果表明,经过30次冻融循环后,As、Cd、Cu、Mn、Pb和Zn的最大浸出浓度分别为0.22 mg/L、0.61 mg/L、2.46 mg/L、3.08 mg/L、29.36 mg/L和8.07 mg/L。在冻融和酸化的耦合作用下,土壤颗粒的孔隙度增加了4.79%。孔隙和裂缝的演化所引起的颗粒结构破坏证实了这一结果。在冻融作用下,土壤颗粒的各向异性增加,而在冻融与酸化的耦合作用下,土壤颗粒的各向异性降低。SEM-EDS、PCAS量化和PHREEQC模拟的结果表明,重金属的释放机制不仅与矿物颗粒的微观结构演化特征有关,还受质子腐蚀以及矿物的溶解和沉淀的影响。这些结果将为季节性冻土地区污染场地土壤修复评价提供重要参考。