Opis powierzchni przełamów wybranych skał metodami morfologii matematycznej

• Autorzy: Młynarczuk M. , Ratajczak T. , Aksamit J.

Warianty tytułu

EN

Describing of rock fracture surface by mathematical morphology

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W publikacji przedstawiono wyniki prac mających na celu zbadanie możliwości wykorzystania metod analizy obrazu i morfologii matematycznej do opisu ukształtowania powierzchni przełamów skalnych. Prace te były rozwojem metodyki zaproponowanej w latach 2001-2002 i doprowadziły do częściowej jej modyfikacji oraz uzupełniły ją o nowe parametry. Badania prowadzono na 25 rodzajach przełamów skalnych. W szczególności zbadano zależność zaproponowanych parametrów od: − rodzaju skał różniących się zdecydowanie cechami strukturalno-teksturalnymi (dolomit z Rędzin, piaskowiec z Tumlina, kwarcyt z Wiśniówki, wapień z Czatkowic oraz dolomit z Laskowej Góry), − różnic strukturalno-teksturalnych w ramach skał tego samego typu (12 próbek dolomitów z poziomu wapienia cechsztyńskiego z obszaru kopalni rud miedzi), − sposobu wymuszania przełamów (drobnoziarniste granity ze Strzelina podgrzewane do temperatur 100°, 300° i 500° zostały poddane jednoosiowemu i trójosiowemu ściskaniu). Prowadzone badania wykazały przydatność zaproponowanej metodyki badawczej oraz pozwoliły postawić tezę, że metodyka ta może odpowiedzieć na pytanie czy badana próbka skalna ma podobne cechy strukturalnoteksturalne jak próbka wzorcowa.

EN

The paper presents results of works which aim was to verify a possibility of use the image analysis and mathematical morphology to describing a rock fracture surface. Presented works are continuation of researches started in 2001-2002. The researches were carrying out on 25 different rock samples. In particular the following features were analyzed: – correlation between morphological parameters describing a surface and structural and textural properties of different kinds rock (dolomite from Redzin, sandstone from Tumlin, quartzite from Wisniowka, limestone from Czatkowice and dolomite from Laskowa Gora), – correlation between morphological parameters describing a surface and small structural and textural variation of one rock (12 samples of dolomite from Lubin), – correlation between morphological parameters describing a surface and methodology of brittle crack obtaining (granites from Strzelin heated up to the 100º, 300º and 500ºC, were subject of uiaxial and triaxial loading tests). The researches prove a usefulness of proposed methodology, and lead to the thesis that by means of proposed method it is possible to compare structural and textural properties of analyzed and model rock samples.

Słowa kluczowe

PL

morfologia przełamów; chropowatość; morfologia matematyczna; analiza obrazu

EN

fracture surface; roughness; mathematical morphology; image analysis

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 6, no. 1-2
• Strony: 79--92
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Młynarczuk M.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN, ul. Reymonta 27; 30-059 Kraków

autor

Ratajczak T.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN, ul. Reymonta 27; 30-059 Kraków

autor

Aksamit J.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN, ul. Reymonta 27; 30-059 Kraków

Bibliografia

• Ahmed S., Sankaran S., Gupta C.P, 1995: Variographic analysis of some hydrogeological parameters: use of geological soft data, Journal of Environmental Hydrology, vol. 3 number 2.
• Bodziony J., 1997: Rozwinięcie ilościowej oceny morfologii powierzchni przełamu próbek skalnych, Sprawozdanie z działalności statutowej IMG PAN.
• Bodziony J., Ratajczak T., Aksamit J., 1998: Ocena chropowatości w świetle polskich norm. Sprawozdanie z działalności naukowej Instytutu Mechaniki Górotworu PAN.
• Chmura K., 1970: Własności fizykotermiczne skał niektórych polskich zagłębi górniczych, Wydawnictwo Śląsk, Katowice.
• Grntier S., 1987: Morphologie et comportement hydroméchanique d’une fracture naturelle dans granite sous contraine normale, Étude experim. et théorique These, Univ. d’Orléans 1986, Documents du BRGM, Orléans.
• Gentier S., Riss J., 1987: Natural Fractures in Rock: Stereological Estimation of Areas by Systematic Sections, Acta Stereologica.
• Gentier S., Riss J., 1989: Linear and areal roughness of non planar rock surface of fracture, Acta Srereologica.
• Konecny P., Kozusnikova A., Mlynarczuk M., 2003: Filtration Properties of Discontinuities in Triaxal State of Stress, Proc. of the 19th World Mining Conference, New Dehli.
• Kraj W., 1994: Metoda ilościowej oceny ukształtowania powierzchni przełamu rozdzielczego próbek skalnych, Sprawozdanie z projektu badawczego KBN.
• Kwaśniewski M.A., Wang J.A., 1997: Surface roughness evolution and mechanical behavior of rock joints under shear, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, vol. 34.
• Młynarczuk M., 1994: Methods of determining the fracture surface roughness of rock samples by means of laser profilometer, Proceedings of IV International conference Stereology and Image Analysis in Material Science STERMAT.
• Młynarczuk M., 2002: Zastosowanie wariogramu w badaniach morfologii powierzchni przełamu skalnego, Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN.
• Młynarczuk M., 2004: Możliwości wykorzystania analizy obrazu i morfologii matematycznej do analizy stereologicznej struktur skalnych, Archives of Mining Sciences, vol. 49.
• Młynarczuk M., Ratajczak T., Sobczyk J., Aksamit J., 2001: Zastosowanie metod automatycznego przetwarzania obrazów do analizy morfologii powierzchni wybranych próbek skalnych, Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN, t. 3, nr 3-4.
• Młynarczuk M., Ratajczak T. Aksamit J., 2002a: Wpływ metod wymuszenia przełamu rozdzielczego na parametry opisujące jego geometrię, Prace IMG PAN.
• Młynarczuk M., Ratajczak T.: Aksamit J., 2002b: Wpływ wielkości ziarn w skałach na morfologię ich przełamów rozdzielczych, Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN.
• Nowakowski A., Młynarczuk M., Ratajczak T., Gustkiewicz J., 2003: Wpływ warunków termicznych na zmianę niektórych właściwości fizycznych i strukturalnych skał, Prace Instytutu Mechaniki Górotworu, Rozprawy, Monografie, nr 5.
• Polska Norma PN-87/M-04256/02 Struktura geometryczna powierzchni. Pomiary chropowatości. Terminologia ogólna.
• Serra J., 1982: Image analysis and mathematical morphology, Academic Press.
• Tadeusiewicz R., Flasiński M., 1991: Rozpoznawanie obrazów, PWN, Warszawa.
• Wang J., 1994: Morphology and mechanical behaviour of rock joints, Doctoral Thesis.