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申请/专利权人：哈尔滨工业大学

摘要：一种基于表观三维形貌的混凝土界面过渡区识别方法，本发明属于桥梁工程材料性能测试分析领域。对混凝土试块进行切片，并在切片上进行钻芯，在钻取的混凝土芯样外周浇筑环氧树脂，采用不同等级的金刚砂悬浮液打磨混凝土芯样；使用三维扫描仪对打磨后的混凝土芯样表面进行扫描，获取扫描区域内的混凝土芯样三维点云数据；利用ITZ自动识别算法处理三维点云数据，提取批量的ITZ厚度及相对高度的几何信息；对提取的ITZ几何信息进行统计分析，利用统计模型描述混凝土ITZ几何信息的分布特征。本发明对打磨后的混凝土芯样进行扫描后可自动提取大量的ITZ几何信息，利用统计学方法描述ITZ几何分布特征，极大地提高了对混凝土ITZ测试的效率和测试结果的准确性。

主权项：1.一种基于表观三维形貌的混凝土界面过渡区识别方法，其特征在于：所述方法包含以下步骤：步骤1：对混凝土试块进行切片，并在切片上进行钻芯处理，在钻取的混凝土芯样外周浇筑环氧树脂，采用不同等级的金刚砂悬浮液打磨混凝土芯样；步骤2：使用三维扫描仪对打磨后的混凝土芯样表面进行扫描，获取扫描区域内的混凝土芯样三维点云数据；所述步骤2的具体处理过程如下：步骤2.1、选取打磨后的混凝土芯样表面中带有ITZ的区域，将ITZ置于视野中央，通过调整三维扫描仪扫描范围，保证骨料、砂浆及ITZ所有高程都在扫描区域内，扫描水平范围在2mm以上，水平及垂直扫描分辨率分别保证在2μm和1μm范围内；步骤2.2、更换扫描范围，使其满足步骤2.1，并重复扫描至少3个区域；步骤2.3、提取并保存每个扫描区域的三维点云数据，至少包含x、y、z三个方向坐标；步骤3：利用ITZ自动识别程序处理三维点云数据，提取批量的ITZ厚度及相对高度的几何信息；所述步骤3的具体处理过程如下：步骤3.1、利用MATLAB读取扫描区域内所有点的三维坐标；步骤3.2、提取最小y坐标对应的三维数据，定位最小y坐标所对应的最小高程，即z坐标的最小值，该位置的三维坐标即为ITZ区域的最低点p1；步骤3.3、对最低点p1所对应的x坐标递增向砂浆方向检索，同时计算相邻点连线的斜率k1；k1＝zn+1-znxn+1-xn；其中：zn+1、zn分别表示第n+1和第n个点的z坐标，xn+1、xn分别表示第n+1和第n个点的x坐标；当斜率k1绝对值小于0.01时，停止检索，记录该点为p2，p2即为ITZ与骨料之间的临界点；步骤3.4、对最低点p1所对应的x坐标递减向骨料方向检索，同时计算相邻点连线的斜率k2；k2＝zn-zn-1xn-xn-1；其中：zn、zn-1分别表示第n和第n-1个点的z坐标，xn、xn-1分别表示第n和第n-1个点的x坐标；当斜率k2绝对值小于0.01时，停止检索，记录该点为p3，p3即为ITZ与砂浆之间的临界点；步骤3.5、输出p1、p2和p3三个点的三维坐标；步骤3.6、通过如下公式计算ITZ的厚度t及相对高度h： 其中：分别表示点p3和点p2的x坐标，分别表示点p3和点p1的z坐标；步骤3.7、依次增加y值，重复步骤3.2～步骤3.6，y坐标达到最大值后停止，将所有ITZ的厚度t及相对高度h保存到数据集；步骤4：对提取的ITZ几何信息进行统计分析，利用统计模型描述混凝土ITZ几何信息的分布特征。

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