基于數(shù)字圖像處理的土石壩壩料合格性智能檢測方法

趙宇飛，劉 彪，王 毅，孟 亮，劉必旺

(1.中國水利水電科學(xué)研究院 流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國家重點(diǎn)實驗室，北京 100038；2.中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410007；3.中國水利水電第六工程局有限公司，遼寧 沈陽 110179)

1 研究背景

按照常規(guī)的土石壩工程建設(shè)施工管理模式，土石壩壩料合格性檢測通常是在大壩單元工程填筑碾壓結(jié)束后通過挖坑獲得碾壓之后的壩料，然后進(jìn)行篩分試驗得到級配曲線，通過比較級配曲線是否在設(shè)計單位提供的上下包絡(luò)線范圍之內(nèi)，進(jìn)而判斷壩料是否滿足設(shè)計要求[1]。這樣的檢測和合格性評價方法存在采樣率低，操作過程繁瑣，檢測過程受人為因素影響大等缺點(diǎn)以致檢測結(jié)果代表性差[2-4]，更為嚴(yán)重的是這樣的檢驗屬于典型的事后檢驗，一旦壩料級配不合格，需要將碾壓完成的壩料挖除，然后換合格壩料重新進(jìn)行填筑施工，浪費(fèi)大量的人力物力。因此，在實際土石壩施工中如何快速獲取壩料的級配特性，并與設(shè)計級配上下包絡(luò)線相關(guān)級配特性指標(biāo)進(jìn)行比對，進(jìn)而判斷壩料是否合格，對于大壩填筑施工來說具有重要的意義，也是目前土石壩填筑施工精細(xì)化智能控制的重要研究方面。

隨著計算機(jī)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，利用數(shù)字圖像處理技術(shù)實現(xiàn)顆粒級配的智能檢測已經(jīng)在選礦、道路填料生產(chǎn)以及混凝土骨料檢驗等工程領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。發(fā)展至今，逐漸形成了基于顆粒三維形態(tài)捕捉的級配檢測方法和基于二維圖像形態(tài)提取轉(zhuǎn)換的級配檢測方法。……