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基于三维实体建模的集料形态学特征量化方法研究
| 论文题名： | 基于三维实体建模的集料形态学特征量化方法研究 |
| 关键词： | 道路建筑材料;沥青混合料;集料颗粒;形态学特征;虚拟测量 |
| 摘要： | 近年来，沥青混合料在道路建设中获得了越来越广泛的应用。其中，集料的形态学特征对混合料细观结构的形成有着重要影响，因此，对沥青混合料中集料的形态特征进行量化与分析十分必要。本文从细观角度出发，以集料的X-Ray CT扫描图像为数据源，运用计算机图形图像技术，建立集料颗粒的三维实体模型，在此基础上实现了集料的体积、方位角、过筛尺寸、球度和棱角性的虚拟测量，并对体积和过筛尺寸的测量结果进行了试验验证，最后基于沥青混合料X-Ray CT扫描图像，对混合料中集料颗粒的各类形态学特征进行了统计与分析。具体来说，主要工作分为以下四个方面: (1)基于集料X-Ray CT扫描图像，通过计算机图形图像技术，实现图像中集料轮廓的检测和二维实体建模，并结合集料颗粒与其轮廓间的映射关系建立集料的三维实体模型; (2)基于集料三维实体模型，计算其体积，并编写集料最小包围盒搜索算法确定集料主轴，获得集料的方位角;编写控制平面搜索算法，确定集料过筛控制平面，并测量集料过筛尺寸。经试验验证，集料体积及过筛尺寸虚拟测量结果的平均误差分别为1.2％和2.2％; (3)基于集料最小包围盒，获得其最小包围球，计算集料的体积等效球半径与其最小包围球的半径比，作为集料球度的量化指标;编写算法实现集料模型的三角面片离散化表示，计算相邻三角面片法向量间的夹角，并以集料最小包围球为参照，评价集料的棱角性。 (4)基于沥青混合料的X-Ray CT扫描图像，在完成混合料中粗集料三维重构的基础上，实现了混合料中集料的体积、过筛尺寸、球度和棱角性的虚拟测量，并进行了统计和分析，验证了本文提出虚拟测量方法的有效性和可行性和效率。 |
| 作者： | 汪培松 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 金灿 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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