本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，尤其涉及一種透水混凝土中堵塞顆粒粒徑測定方法及級配檢測方法。

背景技術(shù)：

與普通混凝土相比，透水混凝土具有透氣、透水、吸聲降噪、凈化水體、改善地表土壤的生態(tài)環(huán)境、緩解地表徑流和城市熱島效應(yīng)等優(yōu)良的使用性能。透水混凝土，又稱多孔混凝土，是由粗骨料、水和水泥等組成。透水混凝土的高孔隙結(jié)構(gòu)使得路面具有良好的透水性能，能夠讓雨水快速滲入地下，從而有效減小或消除城市暴雨引發(fā)的洪澇災(zāi)害，這將在我國正在實施的“海綿城市”建設(shè)中發(fā)揮重要作用。然而，由于降雨產(chǎn)生的地表徑流中含有的大量懸浮顆粒(如泥砂、碎屑等)，這些顆粒會隨水流不斷進(jìn)入透水路面孔隙，造成孔隙堵塞，透水混凝土路面滲透性能不斷降低。

對于泥土、砂礫等堵塞顆粒，常用的顆粒粒徑的測量方法是篩分法。傳統(tǒng)的篩分法由于根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范《建筑用砂》(GB/T14684-2011)規(guī)定的篩分孔徑大小包括0.15mm、0.3mm、0.6mm、1.18mm、2.36mm、4.75mm和9.5mm，篩孔范圍較小，造成顆粒粒徑測量的準(zhǔn)確性較差而且工作量大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的第一目的是提供一種透水混凝土中堵塞顆粒的特征尺寸測定方法。

一種透水混凝土中堵塞顆粒粒徑測定方法，包括：

步驟1：隨機(jī)選取一組透水混凝土材料放置在預(yù)先設(shè)定區(qū)域內(nèi)，采集該組透水混凝土材料的圖像并作為該組透水混凝土材料的原始圖像；其中，透水混凝土材料中的堵塞顆粒隨機(jī)放置且互不重疊；

步驟2：將原始圖像的像素值轉(zhuǎn)換為距離值，再將原始圖像進(jìn)行黑白化處理，得到黑白圖像，使得該組透水混凝土材料中堵塞顆粒均轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的黑色；

步驟3：根據(jù)閾值分割法分別求取黑白圖像中每個堵塞顆粒的面積，再根據(jù)預(yù)設(shè)堵塞顆粒的形狀為球形，直接求出該組透水混凝土材料中每個堵塞顆粒的粒徑大小。

本發(fā)明通過獲取預(yù)先設(shè)定區(qū)域面積的透水混凝土材料圖像，其中，透水混凝土材料中的堵塞顆粒隨機(jī)放置且互不重疊；并對采集的圖像進(jìn)行黑白化處理以及堵塞顆粒面積的求取，再根據(jù)預(yù)設(shè)堵塞顆粒的形狀為球形，直接求出該組透水混凝土材料中每個堵塞顆粒的粒徑大小，實驗操作簡單，數(shù)據(jù)處理方便，提高了顆粒粒徑測量的準(zhǔn)確性而且減小了工作量，最終使得結(jié)果穩(wěn)定可靠，將最后得到的堵塞顆粒的粒徑大小數(shù)據(jù)可以進(jìn)一步用于研究顆粒級配對透水混凝土堵塞的影響等相關(guān)性能。

進(jìn)一步地，步驟1中的預(yù)先設(shè)定區(qū)域為正方形區(qū)域。

預(yù)先設(shè)定區(qū)域也可以為其他形狀的區(qū)域，但是正方形區(qū)域，方便后期分析。

進(jìn)一步地，步驟2中，利用ImageJ軟件將原始圖像的距離值轉(zhuǎn)換為像素值。

其中，ImageJ軟件為現(xiàn)有的圖像處理軟件，該ImageJ軟件處理可以實現(xiàn)圖像的距離值與像素值之間的相互轉(zhuǎn)化。當(dāng)采集的圖像是像素圖像時，具體操作過程為：

將待轉(zhuǎn)化圖像導(dǎo)入ImageJ軟件根據(jù)待轉(zhuǎn)化圖像中的標(biāo)尺，完成像素值與距離值的轉(zhuǎn)換。

進(jìn)一步地，在步驟1中采用不低于300萬像素的攝像機(jī)來采集透水混凝土材料的圖像。這樣能夠采集到清晰的透水混凝土材料圖像，為后續(xù)圖像處理求取堵塞顆粒的粒徑大小的準(zhǔn)確性，具有重要意義。

進(jìn)一步地，在預(yù)先設(shè)定區(qū)域內(nèi)放置一把有刻度的直尺，將所述直尺作為原始圖像的像素值轉(zhuǎn)換為距離值的距離標(biāo)準(zhǔn)。這樣能夠?qū)D中直尺對應(yīng)的距離與像素值之間建立關(guān)系，為圖像的像素值轉(zhuǎn)換為距離值之間的轉(zhuǎn)化，提供了轉(zhuǎn)換關(guān)系。

本發(fā)明的第二目的是提供一種透水混凝土級配檢測方法。

本發(fā)明的一種透水混凝土級配檢測方法，包括：

步驟1：隨機(jī)選取一組透水混凝土材料放置在預(yù)先設(shè)定區(qū)域內(nèi)，采集該組透水混凝土材料的圖像并作為該組透水混凝土材料的原始圖像；其中，透水混凝土材料中的堵塞顆粒隨機(jī)放置且互不重疊；

步驟2：將原始圖像的像素值轉(zhuǎn)換為距離值，再將原始圖像進(jìn)行黑白化處理，得到黑白圖像，使得該組透水混凝土材料中堵塞顆粒均轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的黑色；

步驟3：根據(jù)閾值分割法分別求取黑白圖像中每個堵塞顆粒的面積，再根據(jù)預(yù)設(shè)堵塞顆粒的形狀為球形，直接求出該組透水混凝土材料中每個堵塞顆粒的粒徑大??；

步驟4：根據(jù)預(yù)設(shè)的堵塞顆粒的密度，將透水混凝土材料中每個堵塞顆粒的粒徑大小轉(zhuǎn)化為質(zhì)量大小，進(jìn)而構(gòu)建出顆粒級配曲線；再根據(jù)公式C_U＝d₆₀/d₁₀，求取透水混凝土材料中堵塞顆粒的不均勻系數(shù)C_U；透水混凝土材料中堵塞顆粒的不均勻系數(shù)C_U的取值范圍為0～1，C_U越大，則透水混凝土級配越好；其中，d₁₀為在顆粒級配曲線中重量占10％的粒徑；d₆₀為在顆粒級配曲線中重量占60％的粒徑。

本發(fā)明的該透水混凝土級配檢測方法，首先，直接對透水混凝土材料圖像進(jìn)行采集和圖像處理，得到透水混凝土材料中每個堵塞顆粒的粒徑大小，實驗操作簡單，數(shù)據(jù)處理方便，提高了顆粒粒徑測量的準(zhǔn)確性而且減小了工作量；然后，再將得到的堵塞顆粒的粒徑大小轉(zhuǎn)化為質(zhì)量大小，進(jìn)而構(gòu)建出顆粒級配曲線；最后根據(jù)顆粒級配曲線及透水混凝土材料中堵塞顆粒的不均勻系數(shù)C_U求解公式，得到透水混凝土級配級性能。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明通過獲取預(yù)先設(shè)定區(qū)域面積的透水混凝土材料圖像，其中，透水混凝土材料中的堵塞顆粒隨機(jī)放置且互不重疊；并對采集的圖像進(jìn)行黑白化處理以及堵塞顆粒面積的求取，再根據(jù)預(yù)設(shè)堵塞顆粒的形狀為球形，直接求出該組透水混凝土材料中每個堵塞顆粒的粒徑大小，實驗操作簡單，數(shù)據(jù)處理方便，提高了顆粒粒徑測量的準(zhǔn)確性而且減小了工作量，最終使得結(jié)果穩(wěn)定可靠，將最后得到的堵塞顆粒的粒徑大小數(shù)據(jù)可以進(jìn)一步用于研究顆粒級配對透水混凝土堵塞的影響等相關(guān)性能。

(2)本發(fā)明的該透水混凝土級配檢測方法，首先，直接對透水混凝土材料圖像進(jìn)行采集和圖像處理，得到透水混凝土材料中每個堵塞顆粒的粒徑大小，實驗操作簡單，數(shù)據(jù)處理方便，提高了顆粒粒徑測量的準(zhǔn)確性而且減小了工作量；然后，再將得到的堵塞顆粒的粒徑大小轉(zhuǎn)化為質(zhì)量大小，進(jìn)而構(gòu)建出顆粒級配曲線；最后根據(jù)顆粒級配曲線及透水混凝土材料中堵塞顆粒的不均勻系數(shù)C_U求解公式，得到透水混凝土級配級性能

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種透水混凝土中堵塞顆粒粒徑測定方法的流程圖。

圖2是本發(fā)明的一種透水混凝土級配檢測方法的流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：

圖1是本發(fā)明的一種透水混凝土中堵塞顆粒粒徑測定方法的流程圖。如圖1所示的一種透水混凝土中堵塞顆粒粒徑測定方法，包括步驟1～步驟3。

其中，步驟1：隨機(jī)選取一組透水混凝土材料放置在預(yù)先設(shè)定區(qū)域內(nèi)，采集該組透水混凝土材料的圖像并作為該組透水混凝土材料的原始圖像；其中，透水混凝土材料中的堵塞顆粒隨機(jī)放置且互不重疊。

優(yōu)選地，步驟1中的預(yù)先設(shè)定區(qū)域為正方形區(qū)域。

預(yù)先設(shè)定區(qū)域也可以為其他形狀的區(qū)域，但是正方形區(qū)域，方便后期分析。

優(yōu)選地，在步驟1中采用不低于300萬像素的攝像機(jī)來采集透水混凝土材料的圖像。這樣能夠采集到清晰的透水混凝土材料圖像，為后續(xù)圖像處理求取堵塞顆粒的粒徑大小的準(zhǔn)確性，具有重要意義。

優(yōu)選地，在預(yù)先設(shè)定區(qū)域內(nèi)放置一把有刻度的直尺，將所述直尺作為原始圖像的像素值轉(zhuǎn)換為距離值的距離標(biāo)準(zhǔn)。這樣能夠?qū)D中直尺對應(yīng)的距離與像素值之間建立關(guān)系，為圖像的像素值轉(zhuǎn)換為距離值之間的轉(zhuǎn)化，提供了轉(zhuǎn)換關(guān)系。

步驟2：將原始圖像的像素值轉(zhuǎn)換為距離值，再將原始圖像進(jìn)行黑白化處理，得到黑白圖像，使得該組透水混凝土材料中堵塞顆粒均轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的黑色。

優(yōu)選地，步驟2中，利用ImageJ軟件將原始圖像的距離值轉(zhuǎn)換為像素值。

其中，ImageJ軟件為現(xiàn)有的圖像處理軟件，該ImageJ軟件處理可以實現(xiàn)圖像的距離值與像素值之間的相互轉(zhuǎn)化。當(dāng)采集的圖像是像素圖像時，具體操作過程為：

將待轉(zhuǎn)化圖像導(dǎo)入ImageJ軟件根據(jù)待轉(zhuǎn)化圖像中的標(biāo)尺，完成像素值與距離值的轉(zhuǎn)換。

本發(fā)明也可以利用其他現(xiàn)有的圖像處理軟件將原始圖像的距離值轉(zhuǎn)換為像素值。

步驟3：根據(jù)閾值分割法分別求取黑白圖像中每個堵塞顆粒的面積，再根據(jù)預(yù)設(shè)堵塞顆粒的形狀為球形，直接求出該組透水混凝土材料中每個堵塞顆粒的粒徑大小。

本實施例通過獲取預(yù)先設(shè)定區(qū)域面積的透水混凝土材料圖像，其中，透水混凝土材料中的堵塞顆粒隨機(jī)放置且互不重疊；并對采集的圖像進(jìn)行黑白化處理以及堵塞顆粒面積的求取，再根據(jù)預(yù)設(shè)堵塞顆粒的形狀為球形，直接求出該組透水混凝土材料中每個堵塞顆粒的粒徑大小，實驗操作簡單，數(shù)據(jù)處理方便，提高了顆粒粒徑測量的準(zhǔn)確性而且減小了工作量，最終使得結(jié)果穩(wěn)定可靠，將最后得到的堵塞顆粒的粒徑大小數(shù)據(jù)可以進(jìn)一步用于研究顆粒級配對透水混凝土堵塞的影響等相關(guān)性能。

圖2是本發(fā)明的一種透水混凝土級配檢測方法的流程圖。如圖2所示的一種透水混凝土級配檢測方法，包括步驟1～步驟4。

其中，步驟1：隨機(jī)選取一組透水混凝土材料放置在預(yù)先設(shè)定區(qū)域內(nèi)，采集該組透水混凝土材料的圖像并作為該組透水混凝土材料的原始圖像；其中，透水混凝土材料中的堵塞顆粒隨機(jī)放置且互不重疊。

優(yōu)選地，步驟1中的預(yù)先設(shè)定區(qū)域為正方形區(qū)域。

預(yù)先設(shè)定區(qū)域也可以為其他形狀的區(qū)域，但是正方形區(qū)域，方便后期分析。

優(yōu)選地，在步驟1中采用不低于300萬像素的攝像機(jī)來采集透水混凝土材料的圖像。這樣能夠采集到清晰的透水混凝土材料圖像，為后續(xù)圖像處理求取堵塞顆粒的粒徑大小的準(zhǔn)確性，具有重要意義。

優(yōu)選地，在預(yù)先設(shè)定區(qū)域內(nèi)放置一把有刻度的直尺，將所述直尺作為原始圖像的像素值轉(zhuǎn)換為距離值的距離標(biāo)準(zhǔn)。這樣能夠?qū)D中直尺對應(yīng)的距離與像素值之間建立關(guān)系，為圖像的像素值轉(zhuǎn)換為距離值之間的轉(zhuǎn)化，提供了轉(zhuǎn)換關(guān)系。

步驟2：將原始圖像的像素值轉(zhuǎn)換為距離值，再將原始圖像進(jìn)行黑白化處理，得到黑白圖像，使得該組透水混凝土材料中堵塞顆粒均轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的黑色。

優(yōu)選地，步驟2中，利用ImageJ軟件將原始圖像的距離值轉(zhuǎn)換為像素值。

其中，ImageJ軟件為現(xiàn)有的圖像處理軟件，該ImageJ軟件處理可以實現(xiàn)圖像的距離值與像素值之間的相互轉(zhuǎn)化。當(dāng)采集的圖像是像素圖像時，具體操作過程為：

將待轉(zhuǎn)化圖像導(dǎo)入ImageJ軟件根據(jù)待轉(zhuǎn)化圖像中的標(biāo)尺，完成像素值與距離值的轉(zhuǎn)換。

本發(fā)明也可以利用其他現(xiàn)有的圖像處理軟件將原始圖像的距離值轉(zhuǎn)換為像素值。

步驟3：根據(jù)閾值分割法分別求取黑白圖像中每個堵塞顆粒的面積，再根據(jù)預(yù)設(shè)堵塞顆粒的形狀為球形，直接求出該組透水混凝土材料中每個堵塞顆粒的粒徑大小。

步驟4：根據(jù)預(yù)設(shè)的堵塞顆粒的密度，將透水混凝土材料中每個堵塞顆粒的粒徑大小轉(zhuǎn)化為質(zhì)量大小，進(jìn)而構(gòu)建出顆粒級配曲線；再根據(jù)公式C_U＝d₆₀/d₁₀，求取透水混凝土材料中堵塞顆粒的不均勻系數(shù)C_U；透水混凝土材料中堵塞顆粒的不均勻系數(shù)C_U的取值范圍為0～1，C_U越大，則透水混凝土級配越好；其中，d₁₀為在顆粒級配曲線中重量占10％的粒徑；d₆₀為在顆粒級配曲線中重量占60％的粒徑。

本實施例的該透水混凝土級配檢測方法，首先，直接對透水混凝土材料圖像進(jìn)行采集和圖像處理，得到透水混凝土材料中每個堵塞顆粒的粒徑大小，實驗操作簡單，數(shù)據(jù)處理方便，提高了顆粒粒徑測量的準(zhǔn)確性而且減小了工作量；然后，再將得到的堵塞顆粒的粒徑大小轉(zhuǎn)化為質(zhì)量大小，進(jìn)而構(gòu)建出顆粒級配曲線；最后根據(jù)顆粒級配曲線及透水混凝土材料中堵塞顆粒的不均勻系數(shù)C_U求解公式，得到透水混凝土級配級性能。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。