[发明专利]一种基于数字图像的页岩破裂模式分析方法

摘要

本发明提供一种基于数字图像的页岩破裂模式分析方法，在细观尺度上利用数字图像处理技术表征页岩中由于方解石矿物的形状、大小及分布对页岩造成的非均匀性，并映射到有限元网格中，结合基于细观结构的岩石破裂过程分析系统RFPA2D‑DIP建立能准确反映页岩细观结构的数值模型。利用该模型进行页岩单轴压缩数值试验，研究在不同方向加载下页岩细观结构对其抗压强度和破坏模式的影响。以解决现有针对页岩抗压强度及破坏模式的研究，很少涉及页岩细观尺度下自身非均匀性引起的应力分布非均匀性和由此诱发的局部破坏问题，难以得到页岩脆性破坏机制的本质的问题。本发明属于岩石力学领域。

主权项

一种基于数字图像的页岩破裂模式分析方法，其特征在于，步骤如下：第一步，用数码相机对页岩进行拍照，获取页岩的表面图像；第二步，数字图像处理中采用阈值分割或边缘检测的方法对具有不同特征的图像区域进行划分，根据不同的图像特征，选择合适的颜色空间进行图像分割；第三步，采用数字图像处理技术表征页岩中方解石矿物与页岩基质的空间分布；第四步，在方解石与基质内部采用统计的方法来描述其非均匀性，建立与有限元模型网格数据之间的关系；第五步，建立页岩细‑微观尺度耦合分析的页岩损伤数值模型；第六步，利用RFPA2D的破坏过程分析优势，模拟页岩在单轴载荷作用下的破坏过程，研究页岩抗压强度及破坏形态与不同方位角的变化。