| 基于图像RGB信息测试湿度场技术的风积沙毛细水上升试验研究 |
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| 引用本文： | 田升奎,刘观仕,赵青松,徐国方,蔡铭炫.基于图像RGB信息测试湿度场技术的风积沙毛细水上升试验研究[J].岩土力学,2023(9):2525-2536. |
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| 作者姓名： | 田升奎 刘观仕 赵青松 徐国方 蔡铭炫 |
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| 作者单位： | 1. 桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室;2. 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目（No.52179115,No.52178372）~~； |
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| 摘 要： | 毛细作用对诸多工程的变形与稳定有影响，传统方法难以精确监测毛细水上升过程的动态变化。首先研究了风积沙图像RGB(red（红）、green（绿）、blue（蓝）)信息与含水率的关系，由此开发了一种利用图像RGB信息测试含水率并获取湿度场的方法与技术；基于此探究了风积沙毛细水上升过程中含水率的时空变化，提取了湿润锋轮廓，分析了湿润锋运移规律。结果表明，风积沙的归一化颜色特征值ξRnor与含水率θ间存在显著的线性负相关关系，用于预测风积沙含水率效果良好；研发的基于图像RGB信息测试湿度场的技术，具有cm级分辨率和较高精度，能直观展示风积沙柱毛细水上升过程中含水率的时空变化；对毛细水上升过程的图像采用改进的k-means聚类分割法进行分析，能精确识别和量化湿润锋的轮廓信息，比目测法更加准确可靠；在表面张力和惯性力作用下，风积沙毛细水上升初期各高度处含水率存在明显的冲高现象，经历几次小幅波动后回落，稳定含水率相较峰值含水率降低约1.5%；毛细水上升高度与相对密实度Dr成正比，幂函数和双对数二次多项式均能较好拟合湿润锋上升过程。研究工作为毛细水上升试验测试提供了一种精确快捷的新途径。
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| 关 键 词： | 风积沙 毛细作用 数字图像 湿度场 湿润锋轮廓 |
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