1.一种多孔混凝土孔隙率计算和孔隙参数表征方法，其特征在于具体工艺过程包括获取多孔混凝土连续剖面图像、标准化处理连续剖面图像、重建多孔混凝土模型、计算孔隙率和表征孔隙特征参数共五个步骤：

(一)获取多孔混凝土连续剖面图像：将磨削刀具与脆性材料剖面磨削箱室固定连接，把预制的或在多孔混凝土道路上取芯的多孔混凝土试件装设并固定在脆性材料剖面磨削箱室的试件夹持机构上，多孔混凝土试件跟随试件夹持箱门旋转，试件夹持箱门的最大旋转角度为90°，多孔混凝土试件截面中心距地面高度为105cm；将固定在三脚架上的数码相机的镜头高度调整为105cm使其与多孔混凝土试件的截面中心点在同一条直线上，将相机镜头与多孔混凝土试件截面的水平直线距离调整为30cm；开启磨削刀具沿多孔混凝土试件的Z轴方向对多孔混凝土试件进行打磨，通过磨削刀具的精密螺丝的旋转周数控制多孔混凝土试件剖面的打磨厚度和间距，精密螺丝的螺纹间距为1mm，精密螺丝旋转一周磨头的打磨进深间距为1mm；每层剖面打磨完成后进行截面拍照，每层剖面拍照后精密螺丝旋转一圈，打磨下一层剖面，以相同的拍照参数重复打磨—拍照过程，获取层间距为1mm的多孔混凝土试件连续剖面图像；

(二)标准化处理连续剖面图像：采用三锚点对准方法对连续剖面图像进行校准，由于混凝土试件分层打磨时，拍摄的每一层剖面图像不能保证在层间配准，由于图像拍摄时受到各种因素的影响，如摄像机的角度、距离和方向、物体位置的移动以及其他因素，导致图像出现误差，需要对图像进行配准，选取试件夹持机构上靠近多相材料试件的三个控制点作为基准点，三个基准点不在一条直线上，连续剖面图像成像时，每个剖面图像都包含这三个基准点，选择其中一幅标准图像作为基准图像，其余剖面图像为待配准图像，标准图像是连续剖面图像中的角度、距离、方向和物体位置均符合设定要求的图像，图像配准是寻求待配准图像和标准图像间一对一的映射的过程，是将两幅图像中对应于空间同一位置的点联系起来，待配准图像中的三个控制点与基准图像中的三个基准点应重合，根据控制点的位置来推算空间映射的关系，再用空间映射的关系对待配准图像进行几何变换，在MATLAB中，使用cpselect函数交互工具对连续剖面图像进行Z轴方向的配准，获得配准结果；拍摄时包含了不属于多孔混凝土试件剖面图像的锚点，利用Photoshop、image proplus对配准后的连续剖面图像进行统一的图像剪裁，裁剪掉连续剖面图像周围包括锚点的无用区域，保留需要分析的混凝土试件打磨区域的连续剖面图像并将连续剖面图像调整为相同尺寸，完成连续剖面图像的标准化处理；

(三)重建多孔混凝土模型：为保证图像像素与真实骨料尺度的比例一致，对连续剖面图像进行图像像素与真实骨料尺寸的转换推算，在连续剖面图像导入Mimics三维重建软件的过程中输入X轴、Y轴和Z轴的扫描分辨率，图像上的点坐标(x’，y’)对应真实切片上的相应点坐标(x，y)，然后对真彩色连续剖面图像进行灰度转化处理，得到的连续剖面图像中不同相的图像灰度具有不同的阈值范围；进一步对连续剖面图像进行阈值分割，分别选取多孔混凝土试件的连续剖面图像中的骨料、胶凝材料和孔隙三相并保存为各相蒙板，对骨料、胶凝材料和孔隙三相蒙板进行3D计算，分别将骨料、胶凝材料和孔隙三相蒙板重建为三维矩阵模型；

(四)计算孔隙率：利用mimics软件的虚拟测量功能对骨料、胶凝材料和孔隙三相模型进行体积计量，骨料模型体积为V1，胶凝材料模型体积为V2，总孔隙模型体积为V3，有效孔隙体积为V4，则透水混凝土总孔隙率计算公式为： 有效孔隙率计算公式为其中多孔混凝土有效孔隙体积V4的测量方法是通过区域增长功能，分别选

取多孔混凝土连续剖面图像中第一层与最后一层的孔隙区域，其余各层分别对与边界相交的孔隙进行区域增长，经区域增长后选取的孔隙区域为与边界相连的包括连通孔隙和半连通孔隙的有效孔隙区域，舍弃中间封闭的孔隙，将区域增长选取的有效孔隙区域保存为新的蒙板，对新的蒙板进行3D计算重建为有效孔隙的三维模型，再对有效孔隙三维模型进行虚拟测量计算得到有效孔隙模型体积V4；

(五)表征孔隙特征参数：通过有效孔隙三维模型能够直观的观察到孔隙空间分布特征，通过mimics软件孔隙分析模块能够对孔隙特征参数：平均孔径、孔径分布、孔喉比和孔隙迂曲度进行计量分析，其中孔隙迂曲度τ是渗流通道的实际长度与穿过渗流介质的宏观长度的比值，孔隙迂曲度τ的计算公式为： 其中，Lε为流体介质渗流通道的实际长度，L为渗流介质宏观长度，流体介质渗流通道的实际长度的计量过程是：选取有效孔隙三维模型从二维平面图像中生成的孔隙边界轮廓线，基于孔隙边界轮廓线拟合孔隙中心线，通过软件输出功能输出孔隙拟合中心线的长度，孔隙拟合中心线的长度即为流体介质渗流通道的实际长度L∈，流体介质点穿越介质单位距离时质点在孔道中运动轨迹的真实长度即为渗流介质宏观长度L。

2.根据权利要求1所述的多孔混凝土孔隙率计算和孔隙参数表征方法，其特征在于所述步骤(一)涉及的脆性材料剖面磨削箱室的主体结构包括箱体、抽屉、箱盖、试件夹持箱门、铰链机构、试件夹持机构、随动密封机构、观察箱门、合页、门锁机构、窗口和把手；内空式矩形结构的箱体的下部设置有矩形结构的抽屉，箱体的顶部设置有内凹式矩形结构的箱盖，箱体与箱盖铰接式连接，箱体的前侧面设置有矩形结构的试件夹持箱门，箱体与试件夹持箱门通过2-4个铰链机构连接，试件夹持箱门的内侧面设置有试件夹持机构，箱体的后侧面设置有随动密封机构，箱体与随动密封机构焊接式连接，箱体的左侧面设置有矩形结构的观察箱门，箱体与观察箱门通过2-4个合页连接；箱体与试件夹持箱门和箱体与观察箱门分别通过门锁机构实现开闭，箱盖的底面和观察箱门的中部分别开设有矩形板状结构的窗口，抽屉的面板上和箱盖的窗口上分别设置有圆弧形结构的把手，窗口与把手螺栓式连接；

使用时，将脆性材料剖面磨削箱室与磨削机具连接，磨削机具的主动杆轴由随动密封机构进入箱体的内部，主动杆轴与试件夹持箱门垂直，打开试件夹持箱门，将待磨削的材料试件固定于试件夹持机构上并调整材料试件的截面位置，设定试件夹持机构的上夹持钳和下夹持钳的角点处为校准锚点，将安置有相机的三脚架固定在试件夹持箱门的正前方位置，调整相机的垂直高度使相机的中心高度与试件剖面的中心高度均为H1，按照设定的拍照距离H2调整相机与试件剖面之间的水平距离，相机镜头对准材料试件的正截面，通过门锁机构关闭试件夹持箱门，使箱体密封，开启磨削机具，按照设定的深度对材料试件进行磨削，磨削完成后，开启试件夹持箱门，试件夹持箱门带动试件夹持机构和材料试件跟随铰链机构的转动而旋转，试件夹持箱门旋转角度达到90°时，控制杆的低端的凸起与基座中孔道内的凹槽嵌合并保持稳定，支座与基座呈90°角的稳定状态，试件夹持箱门停止旋转并固定，打开相机对磨削好的材料试件进行拍照获取材料试件的剖面图像，拍摄完毕后再次关闭试件夹持箱门对材料试件进行下一深度的磨削，依此进行多次磨削和拍照，得到设定深度范围内材料试件的连续剖面图像，以锚点为基准点对连续剖面图像进行校准，以提高连续剖面图像的对准度，实现增加三维重建模型精准性的目的；试件夹持箱门每次打开后都处于同一固定位置，使相机镜头轴线与材料试件每层剖面的中心法线位于同一直线上，保证了材料试件连续剖面图像参数的一致性。

3.根据权利要求1所述的多孔混凝土孔隙率计算和孔隙参数表征方法，其特征在于所述铰链机构的主体结构包括支座、连接杆、控制杆、凸起、基座、孔道、凹槽和连接凸起；板状结构的支座的一端设置有内空式圆柱形结构的连接杆，支座的上表面中部横向设置有一端高另一端低的条状结构的控制杆，控制杆的一端的上底面和下底面分别设置有半球形伸缩式结构的凸起，板状结构的基座的中部开设有矩形结构的孔道，孔道的上表面和下表面分别设置有半球形结构的凹槽，基座的一端顶部和底部分别设置有半球形结构的连接凸起，连接杆的外壁与控制杆的外侧壁平齐，支座与试件夹持箱门螺栓式连接，基座与箱体螺栓式连接，连接杆嵌于连接凸起之间将支座与基座连接，凸起嵌合在凹槽中。

4.根据权利要求1所述的多孔混凝土孔隙率计算和孔隙参数表征方法，其特征在于所述试件夹持机构的主体结构包括连接片、扭簧、上夹持钳、上开口、连接件、下夹持钳和下开口；矩形片状结构的连接片与试件夹持箱门的上部螺栓式连接，连接片与试件夹持箱门之间设置有螺旋式结构的扭簧，扭簧的下端与块状结构的上夹持钳固定连接，扭簧压缩时，上夹持钳向上运动，扭簧伸展时，上夹持钳向下运动，上夹持钳的底部开设有倒V形结构的上开口，U形片状结构的连接件与试件夹持箱门螺栓式连接，连接件的U形口槽中卡接有块状结构的下夹持钳，下夹持钳在连接件的U形槽中上下移动，下夹持钳的顶部开设有V形结构的下开口。

5.根据权利要求1所述的多孔混凝土孔隙率计算和孔隙参数表征方法，其特征在于所述随动密封机构的主体结构包括底座板、上滑槽、下滑槽、第一层薄片、第一通孔、第二层薄片、第二通孔、第三层薄片和第三通孔；矩形板状结构的底座板的上部设置有U形槽状结构的上滑槽，底座板的下部设置有U形槽状结构的下滑槽，上滑槽与下滑槽之间设置有三层矩形板状结构的薄片，外层为第一层薄片，第一层薄片的中部开设有圆形结构的第一通孔，中间层为第二层薄片，第二层薄片的中部开设有胶囊形结构的第二通孔，内层为第三层薄片，第三层薄片的中部开设有胶囊形结构的第三通孔；底座板焊接在箱体的侧面，底座板的长度大于上滑槽和下滑槽的长度，上滑槽的长度与下滑槽的长度相等，上滑槽和下滑槽的长度大于第三层薄片的长度，第三层薄片的长度大于第二层薄片的长度，第二层薄片的长度大于第一层薄片的长度，第一层薄片、第二层薄片和第三层薄片在上滑槽和下滑槽之间移动，第一通孔的直径小于第二通孔的长度，第二通孔的长度小于第三通孔的长度。

6.根据权利要求1所述的多孔混凝土孔隙率计算和孔隙参数表征方法，其特征在于所述门锁机构的主体结构包括底板、卡板、控制板、基板和挡板；圆形板状结构的底板的上表面与板状结构的卡板转动式连接，卡板能够围绕卡板与底板的连接点旋转360°，卡板的上表面与板状结构的控制板固定连接，矩形板状结构的基板的上表面设置有L形板状结构的挡板，底板分别与试件夹持箱门和观察箱门螺栓式连接，基板与箱体螺栓式连接，旋转控制板，控制板带动卡板旋转旋进或旋出挡板之间实现试件夹持箱门和观察箱门的闭合和开启。

7.根据权利要求1所述的多孔混凝土孔隙率计算和孔隙参数表征方法，其特征在于所述箱体、箱盖和合页的材质均为不锈钢；抽屉用于收集材料试件磨削过程中产生的粉末碎屑，便于集中处理；试件夹持箱门在开合过程中带动试件夹持机构旋转，试件夹持箱门的转动角度范围为0°-90°；铰链机构是旋转角度可控的钢铰链；试件夹持机构能够稳固的夹持不同规格尺寸的材料试件；随动密封机构随着磨削刀具主动杆轴的往复运动发生相对移动，在主动杆轴运动过程中，保证箱体的密封性，并且有效防止粉尘和噪声污染；观察箱门便于观察材料试件的磨削过程；门锁机构能够将试件夹持箱门和观察箱门分别与箱体紧密闭合，并能轻松开启试件夹持箱门和观察箱门；窗口的材质为玻璃，在磨削材料试件的过程中，便于肉眼观察箱体内部的状况；把手便于抽屉和箱盖的开合操作。