王月香， 石修松， 吉 锋， 顾欢达， 丁建文

(1. 苏州科技大学 土木工程学院， 江苏 苏州 215011； 2. 南京工业大学， 江苏 南京 211816； 3. 香港理工大学 土木与环境工程学院， 香港； 4. 东南大学 交通学院， 江苏 南京 210018)

基于SEM图像处理的天然硅藻土分形特征分析

王月香1, 2， 石修松3， 吉 锋4， 顾欢达1， 丁建文4

(1. 苏州科技大学 土木工程学院， 江苏 苏州 215011； 2. 南京工业大学， 江苏 南京 211816； 3. 香港理工大学 土木与环境工程学院， 香港； 4. 东南大学 交通学院， 江苏 南京 210018)

为探讨天然沉积硅藻土的微观结构及变形机制，对硅藻土样进行了SEM电镜扫描、压汞试验和高压三轴试验。采用图像分割原理及最佳阈值法分析了天然沉积硅藻土在不同固结压力下的分形特征和孔隙结构特征参数，探讨了硅藻土分形维数和各向等压固结压力之间的关系。结果表明，硅藻土体多孔隙，具有很强的结构性。土中孔隙孔径大多在0.1～1.0 μm之间。在固结压力达到屈服压力后，孔径大于1 μm的较大孔隙随固结压力的增加而减少，硅藻颗粒破坏，孔隙结构坍塌。获取了灰度阈值及二值化后的SEM图像。得到天然沉积硅藻土在不同固结压力下的分形盒子数和盒维数。结果还表明分形盒维数随固结压力增加而增加，天然沉积硅藻土在固结压力下的微观结构性及孔隙分布可通过分形盒维数来反映。

SEM图像； 二值化； 硅藻土； 固结压力； 分形特征

天然沉积的软黏土一般都具有一定的结构性[1]，包括沉积过程中形成的初始结构性和沉积完成后，由于机械、化学和生物等各种因素影响而产生的结构性[2-3]。……