砂土这一天然颗粒材料具有压硬性、剪胀性、各向异性等力学性质,实质上受其内部的细观结构的影响。利用实验和数值统计相结合的手段对砂土颗粒进行统计、细观结构进行量化分析,对深入研究砂土变形机理等不无裨益。本文基于数字图像处理技术,结合实验方法对砂土密实度作评价研究。主要研究工作及成果如下:首先,做好砂土密实度评价研究的前期准备,包括砂土图像获取的实验准备和评价分析时需要的物理力学性质参数的测定。根据实验方案制作出了关键的观察对象:标靶砂即同粒组的染色颗粒。同时利用标准土工试验测定了标准砂的土粒组成、比重、最大干密度、最小干密度、最小孔隙比、最大孔隙比以及含水量等参数,为后期评价研究做好充分准备。接着是最为关键的Matlab图像处理程序的编制与运用。根据课题需要,基于数字图像中的二值图像处理技术,采用八邻域搜索和聚类方法实现了连通域的搜索和砂土颗粒的统计。结果显示该方法能较好地统计出染色砂土颗粒的个数和了解颗粒的分布情况,为进一步研究砂土内部结构性质变化与颗粒变化的内在联系奠定基础,对研究不同状态下的砂土微观结构的性质变化有很大意义。最后通过多组试验,将图像处理统计出的窗口内染色颗粒数量与理论推出的对应的砂土密实度建立起变化关系,绘出两者的关系曲线,并用公式拟合,还进行了对比试验分析,多方面综合评价标靶颗粒数量与砂土密实度的内在关系。通过整个试验研究得出的关系曲线,不仅较好的反应了两者的内在关系,而且也验证了试验方案的合理性,颗粒搜索程序编制地有效性,为之后深入研究砂土微观结构打下了坚实的基础。