本發(fā)明涉及定向性評價，特別涉及一種土石混合體內(nèi)塊石定向性的評價方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、土石混合體主要由塊石和土顆粒組成，其內(nèi)部存在大量的孔隙和微裂紋，也即土石混合體為塊石、土顆粒和孔隙的集合體。而土石混合體內(nèi)塊石的定向性是影響其整體工程地質(zhì)性質(zhì)的一個十分重要的因素。因此，如何評價土石混合體內(nèi)塊石的定向性，將直接影響土石混合體整體穩(wěn)定性的評價。

2、部分現(xiàn)有技術(shù)中，利用能夠封閉塊石的最小矩形框的長軸與指定軸(該軸平行于剪切力方向)間的夾角作為評價土石混合體中塊石定向性的指標(biāo)，然而此種方式中，因多數(shù)塊石為不規(guī)則形狀，使得矩形框與塊石間存在部分空白區(qū)域，而該空白區(qū)域仍被視為塊石的一部分并參與其定向性的評價，不利于提高塊石定向性評價的準(zhǔn)確性。

3、因此，如何提高土石混合體內(nèi)塊石定向性評價的準(zhǔn)確性是本申請所要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種土石混合體內(nèi)塊石定向性的評價方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中矩形框與塊石間的空白區(qū)域影響塊石定向性評價的準(zhǔn)確性的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明的第一方面，提供一種土石混合體內(nèi)塊石定向性的評價方法，該方法包括：

3、獲取土石混合體的剪切面圖像；

4、獲取剪切面圖像內(nèi)塊石i的截面形狀si、面積ai及形心位置io，1≤i≤i，i為剪切面圖像內(nèi)塊石總量；

5、建立io為坐標(biāo)原點的剪切面圖像內(nèi)的直角坐標(biāo)系xoy；其中，y軸的正向與剪切方向平行且朝向相同；

6、將si分為n個子塊，其中子塊si-n的面積ai-n不大于ai*20％，1≤n≤n；

7、令塊石i繞其形心進行多次旋轉(zhuǎn)，并獲取每次旋轉(zhuǎn)后塊石i的擾動期望

8、θ為塊石i繞其形心的旋轉(zhuǎn)角度，-90°≤θ≤90°；

9、

10、

11、其中，mi-n-θ和分別為塊石i繞其形心的旋轉(zhuǎn)角度為θ時，其內(nèi)子塊si-n對塊石i的擾動期望、子塊si-n對塊石i的力矩大小及子塊si-n的形心在直角坐標(biāo)系xoy中的橫坐標(biāo)；τ為擾動剪切應(yīng)力，

12、以所得塊石i的擾動期望中最小值對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度為塊石i的定向性評價依據(jù)，對塊石i進行定向性評價。

13、進一步，所述

14、進一步，子塊si-n的形狀為形心處于自身圍攏范圍內(nèi)的多邊形。

15、進一步，所述以所得塊石i的擾動期望中最小值對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度為塊石i的定向性評價依據(jù)，并對塊石i進行定向性評價包括：

16、獲取塊石i的定向性指標(biāo)qi，其中qi越接近1，表明塊石i在該剪切方向上的定向性越優(yōu)，θi-opt為多次旋轉(zhuǎn)后所得塊石i的擾動期望中最小值對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度。

17、進一步，所述方法還包括：

18、獲取剪切面圖像內(nèi)所有塊石構(gòu)成整體的定向性指標(biāo)q總；

19、

20、本發(fā)明的第二方面，還提供一種土石混合體內(nèi)塊石定向性的評價系統(tǒng)，所述評價系統(tǒng)包括：

21、圖像獲取模塊，用于獲取土石混合體的剪切面圖像；

22、參數(shù)獲取模塊，用于獲取剪切面圖像內(nèi)塊石i的截面形狀si、面積ai及形心位置io，1≤i≤i，i為剪切面圖像內(nèi)塊石總量；

23、坐標(biāo)系建立模塊，用于建立io為坐標(biāo)原點的剪切面圖像內(nèi)的直角坐標(biāo)系xoy；其中，y軸的正向與剪切方向平行且朝向相同；

24、子塊劃分模塊，用于將si分為n個子塊，其中子塊si-n的面積ai-n不大于ai*20％，1≤n≤n；

25、擾動期望獲取模塊，用于令塊石i繞其形心進行多次旋轉(zhuǎn)，并獲取每次旋轉(zhuǎn)后塊石i的擾動期望

26、θ為塊石i繞其形心的旋轉(zhuǎn)角度，-90°≤θ≤90°；

27、

28、

29、其中，mi-n-θ和分別為塊石i繞其形心的旋轉(zhuǎn)角度為θ時，其內(nèi)子塊si-n對塊石i的擾動期望、子塊si-n對塊石i的力矩大小及子塊si-n的形心在直角坐標(biāo)系xoy中的橫坐標(biāo)；τ為擾動剪切應(yīng)力，

30、定向性評價模塊，用于以所得塊石i的擾動期望中最小值對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度為塊石i的定向性評價依據(jù)，對塊石i進行定向性評價。

31、進一步，所述

32、進一步，子塊si-n的形狀為形心處于自身圍攏范圍內(nèi)的多邊形。

33、進一步，還包括塊石定向性指標(biāo)獲取單元，用于獲取塊石i的定向性指標(biāo)qi，其中qi越接近1，表明塊石i在該剪切方向上的定向性越優(yōu)，θi-opt為多次旋轉(zhuǎn)后所得塊石i的擾動期望中最小值對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度。

34、進一步，還包括塊石整體定向性指標(biāo)獲取單元，用于獲取剪切面圖像內(nèi)所有塊石構(gòu)成整體的定向性指標(biāo)q總；

35、

36、本發(fā)明有益效果：

37、通過將塊石分切面分為若干子塊，并以各子塊對塊石的擾動期望和作為塊石自身的擾動期望，并以塊石擾動期望的最小值對應(yīng)旋轉(zhuǎn)角度作為當(dāng)前剪切方向時，塊石的定向性評價指標(biāo)，此種方式可避免現(xiàn)有技術(shù)中以矩形框長軸與剪切方向夾角作為塊石的定向性評價指標(biāo)時存在的準(zhǔn)確率不高的缺陷。

技術(shù)特征：

1.一種土石混合體內(nèi)塊石定向性的評價方法，其特征在于，該方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評價方法，其特征在于，所述

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評價方法，其特征在于，子塊si-n的形狀為形心處于自身圍攏范圍內(nèi)的多邊形。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評價方法，其特征在于，所述以所得塊石i的擾動期望中最小值對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度為塊石i的定向性評價依據(jù)，并對塊石i進行定向性評價包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的評價方法，其特征在于，所述方法還包括：

6.一種土石混合體內(nèi)塊石定向性的評價系統(tǒng)，其特征在于，所述評價系統(tǒng)包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的評價系統(tǒng)，其特征在于，所述

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的評價系統(tǒng)，其特征在于，子塊si-n的形狀為形心處于自身圍攏范圍內(nèi)的多邊形。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的評價系統(tǒng)，其特征在于，還包括塊石定向性指標(biāo)獲取單元，用于獲取塊石i的定向性指標(biāo)qi，其中qi越接近1，表明塊石i在該剪切方向上的定向性越優(yōu)，θi-opt為多次旋轉(zhuǎn)后所得塊石i的擾動期望中最小值對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的評價系統(tǒng)，其特征在于，還包括塊石整體定向性指標(biāo)獲取單元，用于獲取剪切面圖像內(nèi)所有塊石構(gòu)成整體的定向性指標(biāo)q總；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種土石混合體內(nèi)塊石定向性的評價方法及系統(tǒng)，涉及定向性評價技術(shù)領(lǐng)域，包括獲取土石混合體的剪切面圖像；獲取剪切面圖像內(nèi)塊石i的截面形狀S<subgt;i</subgt;、面積A<subgt;i</subgt;及形心位置i<subgt;o</subgt;；建立i<subgt;o</subgt;為坐標(biāo)原點的剪切面圖像內(nèi)的直角坐標(biāo)系XOY；將S<subgt;i</subgt;分為N個子塊，其中子塊S<subgt;i?n</subgt;的面積為A<subgt;i?n</subgt;；令塊石i繞其形心進行多次旋轉(zhuǎn)，并獲取每次旋轉(zhuǎn)后塊石i的擾動期望以所得塊石i的擾動期望中最小值對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度為塊石i的定向性評價依據(jù)，并對塊石i進行定向性評價；本發(fā)明能夠有效提高塊石定向性評價的準(zhǔn)確性，避免現(xiàn)有塊石定向性評價方法準(zhǔn)確性差的技術(shù)問題。

技術(shù)研發(fā)人員：蔡毅,李祺,蔡國軍,張寧,劉忠臣,沈華章,杜志剛,王鳳云,潘銳,盧軍
受保護的技術(shù)使用者：安徽建筑大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9