При углублённом изучении геотехнических механических свойств всё больше внимания уделяется изучению его механических свойств, в результате чего появляется множество структурных моделей конечных элементов, таких как модель решетки, модель пучка частицы, модель случайного агрегата и модель случайных механических свойств. Большинство из вышеперечисленных моделей основаны на методе случайной выборки и статистических знаниях. Хотя распределение и форма агрегата модели все больше приближается к реальной структуре породы и почвы, но неизбежно существуют различия с реальной структурой породы и почвы.
Изучение процесса разрушения геотехнических материалов имеет важное теоретическое значение и практическое значение для оценки состояния безопасности геотехнической техники, понимания устойчивости геотехнической инженерной структуры, принятия обоснованных вспомогательных мер, повышения проектного уровня инженерной геотехнической и подземной конструкции.
Нелинейность макроскопического механического поведения геотехнических материалов в процессе разрушения обусловлена неоднородностью их структуры. В тех же экспериментальных и нагрузочных условиях истинная микроструктура и механические свойства различных медиа, играют решающую роль в реакции образцов на напряжение и деформацию.
Поэтому исследования учёных эффективных методов измерения пространственного распределения медиа в геотехнических материалах определяют составные соотношения и описательные параметры каждой среды и вводят их в численную модель с целью изучения и соблюдения законов механических свойств и разрушения геотехнических материалов более полно и в соответствии с законами природы.
С развитием технологии цифровой обработки изображений внедряется технология цифровой обработки изображений для изучения внутреннего строения горной породы и почвы. Технология цифровой обработки изображений обеспечивает удобство компьютерной реконструкции, обработки и моделирования данных изображений.
Применение цифровой технологии обработки изображений для изучения характеристик повреждения пород и почвы, особенно характеристик повреждения пород и почвы, может быть связано с разработкой соответствующих научных областей. Учёные провели испытания эффективных технологий, а также более точно описали мороза талую горную массу с помощью численного моделирования, отражающего фактическое напряжение породы и грунта. Метод конечных элементов, основанный на цифровой обработке изображений, предоставляет новый способ изучения механических свойств геотехнических материалов в условиях замерзания оттаивания.
Цифровая обработка изображений (ЦОД) в сочетании с методом конечных элементов (МКЭ) является ещё одним эффективным способом корреляции тонкой микроструктуры геотехнических материалов с макроскопическим механическим откликом. Учёные предложили метод конечного элементного анализа цифрового изображения для геотехнических инженерных материалов.
Этот метод объединяет в себе теорию цифровой обработки изображений, технологию преобразования геометрических векторов и принцип автоматической генерации сетки конечных элементов. Во-первых, реальная структура материала получается с помощью алгоритма цифрового изображения, а затем векторизует. Конечная элементная сетка структуры материала генерируется технологией автоматической генерации сетки.
Методом конечных элементов учёными было изучено влияние структуры на распределение напряжений. Но в этом методе технология цифровой обработки изображений ориентирована только на полутоновое изображение. Позже они усовершенствовали метод, используя изменение значений в цветовом пространстве, таких как оттенок, насыщенность, интенсивность для получения структуры материала, для анализа механики неоднородных материалов, моделировался режим разрушения гранита при одноосном сжатии и одноосном прямом растяжении. Затем некоторые исследователи применяют технологию цифровой обработки изображений для анализа фильтрации.
При обработке цифрового изображения горной массы устанавливается связь между величиной и распределением коэффициентов проницаемости различных структур горной массы на основе различных значений яркости изображения, соответствующих различным структурам горной массы, и распределение физических параметров вводится в разработанную численную модель физической опасности горной массы. Учёные проанализировали процесс нестационарного просачивания в трещиноватом массиве горных пород.