Zastosowanie metod analizy obrazu do opisu ukształtowania powierzchni przełamów skalnych

• Autorzy: Młynarczuk M.

Warianty tytułu

EN

Application of image analysis methods to characterization of rock fracture surface

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Opis ukształtowania powierzchni przełamów rozdzielczych zajmuje istotne miejsce w geotechnicznym opisie masywów skalnych. Dostarcza on informacji o jego wytrzymałości, stabilności, przepuszczalności itp. Niestety, standardowo używane do tego celu parametry są często oparte na opisie jakościowym lub bazują na podstawowych pomiarach ilościowych, które co prawda są proste w realizacji, ale niosą ze sobą ograniczoną ilość informacji i nie zawsze podążają za postępem technik badawczych. W pracy zaproponowano metodę oceny ukształtowania (chropowatości) powierzchni przełamów próbek skalnych w oparciu o przekształcenia analizy obrazu, ze szczególnym uwzględnieniem metod morfologii matematycznej. Uznano, że zastosowanie tych narzędzi do obróbki danych pochodzących z profilomierzy (np. laserowych) może przyczynić się do wyznaczenia szeregu nowych parametrów opisujących analizowaną strukturę, a w efekcie doprowadzić do polepszenia ilościowego opisu powierzchni przełamów rozdzielczych. W wyniku przeprowadzonych badań wykazano również, że takie podejście do problematyki analizy chropowatości przełamów skalnych pozwala na rozróżnianie (grupowanie) badanych przełamów ze względu na cechy strukturalno-teksturalne analizowanych skał.

EN

Characterization of rock fracture surface plays an important role in geotectonic description of rock massiffs. It gives information about rock strength, stability, permeability, etc. The parameters usually used in order to characterize the rock fracture surface are based on qualitative description or on basic quantitative analyses. Although these analyses are easy to perform, they generally give a limited amount of information and not always follow by the improvement of measurement techniques. In the paper a new method of the characterization of rock fracture surface based on image analysis and particularly on mathematical morphology was proposed. One assumes that application of these tools to analysis of data coming from profilemeters (i.e. laser profilemeter) may lead to determine new parameters describing the rock surface and in effect to improve the possibility of quantitative description of rock fractures. As the result of the research one can also claim that application of image analysis and mathematical morphology to rock fracture measurements allows distinguishing (grouping) analyzed rock fracture in view of structural and textural properties of these rocks.

Słowa kluczowe

PL

przełam skalny; chropowatość; analiza obrazu

EN

rock fracture; roughness; image analysis

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Górnictwo i Geoinżynieria
• Rocznik: 2008
• Tom: R. 32, z. 1
• Strony: 251--257
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Młynarczuk M.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN, Kraków

Bibliografia

• [1] Bodziany J., Ratajczak T., Aksamit J.: Ocena chropowatości w świetle polskich norm. Sprawozdanie z działalności naukowej Instytutu Mechaniki Górotworu PAN, Kraków, IMG-PAN, 1998
• [2] Chmura K.: Własności fizykotermiczne skał niektórych polskich zagłębi górniczych. Katowice, Wydawnictwo Śląsk 1970
• [3] Gentier S., Riss J.: Spherical distribution of fracture elements from linear and/or areal roughness. Acta Stereologica, 6/III, 1987, s. 877-882
• [4] Kidybiński A.: Podstawy geotechniki kopalnianej. Katowice, Wydawnictwo Śląsk, 1982
• [5] Konecny P., Młynarczuk M: Zależność pomiędzy morfologią powierzchni przełamów skalnych a ich przepuszczalnością w trójosiowym stanie naprężenia. Gcotechnika w Budownictwie i Górnictwie (eds. Brząkała, Butra, Gałczyński). Oficyna Wyd. Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2003
• [6] Kulatilake P.H.S.W., Um J.: Requirements for accurate quantification of self-affine roughness using the roughness-length method. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 36, 1999, s. 5-18
• [7] Lanaro F.: A random field model for surface roughness and aperture of rock fractures, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 37, 2000, s. 1195-1210
• [8] Młynarczuk M.: Methods of Determining the Fracture Surface Roughness of Rock Samples by Means of a Laser Profilometer. „IV International Confcrence Stereology and Image Analysis in Material Science — STERMAT", Wisła, 1994, s. 123-128
• [9] Młynarczuk M.: Możliwości wykorzystania analizy obrazu i morfologii matematycznej do analizy stereologicznej struktur skalnych. Archives of Mining Sciences, vol 49, 2004, s. 117—140
• [10] Pinińska J.: Właściwości wytrzymałościowe i odkształceniowe skał. Część IV: Karpaty fliszowe. Warszawa, Wyd. Uniwersytety Warszawskiego, 2003
• [11] Power W.L., Durham W.B.: Topography of Natural and Artificial Fractures in Granitic Rocks: Implications for Studies of Rock Friction and Fluid Migration. J. Rock Mech. Min. Sci. Vol. 34, No. 6, 1997, s. 979-989
• [12] Renard F., Schmittbuhl J., Gratier J.P., Meakin P., Merino E.: Three-dimensional roughness of stylolites in limestones, Journal of Geophisical Research, vol 109, 2004, s. 1—12
• [13] Wang J.: Morphology and mechanical behaviour of rock joints. Doctoral Thesis. Politechnika Śląska, 1994
• [14] Xie H., Wang J., Kwaśniewski M.A.: Multifractal characterization of rock fracture surfaces. Int. J. Rock Mech. & Min. Sci. vol. 36, 1999, s. 19-27