分形理论在地下工程岩体质量评价中的应用

根据分形理论的原理提出了岩体质量评价的一种方法,并把该方法应用到某地下工程的岩体质量评价中。结果表明,分维数D能够较全面地反映岩体质量的特性,可以作为岩体质量评价的一个定量指标。     

基于分形理论的大粒径沥青混合料评价方法研究

首先介绍了分形理论,利用此理论建立大粒径沥青混合料(LSM)集料质量分布与分维数D之间的关系,并给出了集料质量分维的计算方法,得到LSM各级配的质量分维数值.进一步分析LSM不同级配分维数与体积参数、路用性能的关系,从而定量地评价了级配的优劣.通过研究证明利用分形理论研究LSM分维数与路用性能的关系,定量地评价大粒径沥青混合料级配是一种合理且可行的方法.     

岩体结构面粗糙度的分形计算

论文将分形几何理论运用到岩体结构面粗糙度的描述中,指出了以往粗糙度分形计算的不足:只是对某条曲线的分形计算,不能完全反映整个粗糙表面的几何形态。针对该问题,用一种能测量表面三维几何形状的测量仪,测得试样的表面形态,并引用立方体覆盖法,对试样结构面的表面形态进行了分形计算,所计算的分维数能反映整个结构面表面的粗糙情况。     

沥青混合料空隙特性分析及多重分形研究

为定量描述沥青混合料中空隙几何形状、空隙结构复杂度,利用image J、image pro plus软件,提取空隙信息,计算断面空隙的空隙率,提出空隙平均长轴、空隙平均短轴等标量刻画空隙几何形态,运用分形维数和多重分形谱定量表征空隙结构复杂度.结果 表明:平均长轴、平均短轴能描述断面整体空隙几何形状,分形维数与多重分形...     

考虑结构面特性的层状岩体各向异性模型

层状岩体中存在着定向结构面,导致其力学特性具有明显的各向异性.将层状岩体视为由基岩和定向结构面构成的一种宏观复合材料,以Drucker-Prager准则为基础,通过分别考虑结构面和基岩的力学性质,建立了层状岩体各向异性力学模型.该模型克服了常规层状岩体力学模型不能反映地层结构面特性及不能独立考虑基岩累进破坏特征的问题.在此基础上,提出了该模型的求解方法,基于ABAQUS二次开发,编制了计算程序,通过与经典理论进行对比,验证了该模型的有效性和实用性.将该模型应用于层状岩体地下工程的计算分析,所得结果可以较好反映层状岩体各向异性特性,且与工程实践基本相符.     

高海拔高烈度区公路边坡岩体质量评价研究

四川藏区公路地处高海拔、高烈度地区,公路沿线边坡岩体受低温冻融效应以及构造断裂作用的影响,节理裂隙发育,岩体质量变化较大,为地质灾害高发区。因此选取结构面特性、岩体结构、地层岩性及组合特征、地形坡度、坡体结构、植被发育度、冻融环境特性和构造断裂带这8个因子作为岩体质量分级评价的基本指标,以此为基础建立了高海拔高烈度区公路边坡岩体质量分级评价体系,提出了"岩体质量指数RQI"方法。结合对四川藏区公路沿线边坡岩体质量的调查,运用该体系对四川藏区边坡进行了稳定性评价适用性分析。该评价体系的定量评价与现场的定性分析总体一致,取得了较好效果。     

分形几何理论在沥青混合料研究中的应用

首先介绍了分形几何理论,根据分形几何理论建立了沥青混合料级配集料分布与分维数D的关系,给出了集料级配分维值的计算方法.分析了分维值对级配压实特性的影响,并且介绍了采用分维值定量预测评价沥青混合料的抗车辙性能和均匀性的方法.大量研究表明,采用分形几何理论研究沥青混合料微细观结构与路用性能的关系是一种合理且有效的方法.     

基于分形理论的沥青混合料车辙试验研究

用分形理论对沥青混合料中粗集料骨架间隙的特征进行了分析评价.通过对混合料试件的切割获取截面图像,应用数字图像处理技术,得到粗集料骨架间隙的分形维数,提出了计算方法.以FAC-20为例,计算了原始试件和车辙试验中不同加载时段粗集料骨架间隙分形维数的变化情况,在粗集料骨架间隙的分形维数与力学性能之间建立了联系.     

金沙江叶巴滩水电站右岸坝肩岩体质量快速评价方法

以金沙江叶巴滩水电站工程为依托,利用普遍测网法测出平硐裂隙,结合分形几何研究对右岸坝肩岩体裂隙分维值进行了分析,利用修正RMR法获得局部区域岩体质量等级并与该区域分维值建立对应关系,其分维值即可作为右岸坝肩岩体质量的一个定量表征指标,从而快速获得坝址区右岸岩体质量等级。此方法可对岩体质量做出快速评价,方便水电站选址。     

基于三维粗糙度评价的结构面剪切特性研究

为了研究岩体天然结构面形貌特征对岩体结构面剪切力学特性的影响,通过岩石劈裂方法,制备了适合剪切试验的天然岩体结构面,并通过岩体结构面三维激光扫描试验获得结构面形貌的点云数据,基于二维(2D)离散小波变换将结构面三维表面形貌分离为一阶起伏度分量和二阶粗糙度分量,并提出一种改进的结构面三维粗糙度评价方法。在此基础上结合室内直剪试验,分析试验结果,指出一阶起伏度分量是岩体结构面抗剪强度的主要来源,同时建立考虑三维粗糙度评价参数的岩体结构面剪切强度模型。     

沥青混合料级配离析评价指标研究

为弥补沥青混合料配合比设计过程中级配离析评价方法方面的不足,选取SMA-13沥青混合料进行基准配合比以及离析配合比设计,同时采用沥青有效油膜厚度相等的原则设计离析配合比,对级配分形维数指标进行修正,结合分形维数值对SMA-13级配离析进行评价。研究结果表明:基于原分形理论对SMA-13离析级配曲线进行拟合,其拟合结果的相关性差,得到整体的分形维数并不适用于最大粒径小于16 mm的级配。通过有效沥青油膜厚度相等的原则,能够准确计算出不同离析级配对应的油石比,且更加贴近现场的实际情况。采用分段计算级配的分形维数,再按比例计算总的级配的分形维数的方法,解决了由于SMA-13最大粒径过小和自身离析级配的原因而使曲线拟合相关性不高的问题,同时提出了对于SMA-13级配离析的评价标准。     

沥青混合料数字图像分形特性分析

利用沥青混合料数字图像技术,以直观的沥青混合料颗粒级配体积特征为研究对象开展了分形特性研究,从级配颗粒填充理论的角度,分析了沥青混合料颗粒级配组成和矿料间隙分布的统计自相似分形特性,给出了相应的分形维数计算方法.试验结果表明,采用"小岛法"可以定量描述级配颗粒组成的分形特性,利用"计盒维数"能够描述沥青混合料矿料间隙在行车荷载作用下发生变化的分形特性.     

沥青混合料集料分形与抗高温变形性能相关性的试验研究

分形是研究自然界中大量存在的统计自相似特征的新的理论工具,在描述和评价一些具有层次连续性、不规则性或随机性等特征的现象方面表现出很强的功能。不同级配曲线走向决定沥青混合料具有不同的抗剪性能。文章以AC-16Ⅰ混合料为例,在规范级配范围内选取10种代表性走向,根据分形理论定量计算这10种级配的分形维数,通过三轴试验及重复加载同轴剪切试验研究了集料不同分形维数对沥青混合料抗高温性能的影响规律,同时给出了抗剪强度和混合料剪切永久变形与分形维数D的回归关系式。     

分形维数在基于噪声的发动机故障诊断中的应用

将分形理论引入发动机噪声信号分析中,介绍了基于信号重构的发动机噪声分形维数G-P算法,运用自相关函数法和伪相图法讨论了信号重构中延迟时间的选取,并通过分析比较分形维数随嵌入维数的收敛关系,确定了分形维数计算中合适的嵌入维数。从不同工况下柴油机噪声信号分形维数的变化关系中发现:基于发动机噪声的分形维数可以定性表征发动机故障,在一定程度上可作为内燃机工作状态监测和故障诊断的一个特征量。     

基于分形小波理论的纹理分割研究

为了更有效地描述图像纹理特性,在深入研究现阶段各种纹理分割方法的基础上,提出了基于分形小波维数的纹理分割方法.该方法通过提取分形小波维数,将分形的方法和小波理论结合,提取了图像的分形特征参数,然后利用分形小波维数进行图像分割,并用实验证明该方法的有效性及实用价值.     

汽车变速器磨损轴承振动信号混沌行为分析

本文首先讨论了判断时间序列具有混沌性态的准则，探索了求时间序列奇异吸引子嵌入维数的方法，并用Ｇ－Ｐ算法求关联维数，在尝试用几个传统的奇异吸引子验证了该方法的正确性之后，将它应用于计算一组变速器磨损轴承加速度振动信号的分形维数，计算表明，变速器振动信号具有分形特征，在其它条件不变时，轴承技术状况与振动信号的分形维数密切相关，它们均在２维与３维之间，随着轴承磨损加剧，它向３维逼近，当样本点达到一定数目     

SMA-13沥青路面抗滑表层抗滑性能分形评价方法研究

为了定量评价沥青路面抗滑表层抗滑效果及其抗滑性能衰减情况,结合室内试验已有研究成果,以集料体积(质量)分维数为自变量,路面抗滑性能长期评定指标(摆值、构造深度)为因变量,建立两者的关系模型,并结合分形理论进行分析,从而对沥青路面抗滑性能进行分形评价。研究结果表明:沥青路面抗滑性能分形评价方法的结果与室内试验结果一致。     

小岛法分析沥青混合料图像中级配颗粒组成的分形特性

利用沥青混合料数字图像技术,针对碎石颗粒外观所表现出的轮廓尺寸测定的无标度性和粒径变化所表现出的颗粒间的统计自相似性开展了级配分形特性研究,给出了"小岛法"计算级配颗粒组成的分形维数计算方法,并设计了常见的3种石料4种沥青混合料级配进行试验分析.试验结果表明,采用"小岛法"可以定量描述集料颗粒级配组成的分形特性,不同级配具有不同的分维值,其结果为大于1的数.     

沥青混合料级配曲线走向的分形研究

不同级配曲线走向决定沥青混合料的结构类型,从而影响其各项力学性能。本文以SMA 13为例,在规范级配曲线范围附近选取5种代表性走向和5种随机走向,根据分形理论定量计算这10种级配的分形维数。通过沥青混合料的65℃车辙试验,指出代表性级配走向的分形维数与其动稳定度是线性相关的,提出回归公式,根据此回归公式预测5种随机走向沥青混合料的动稳定度值。     

岩体结构面抗剪强度经验估算方法在杭千高速公路路堑边坡稳定性研究中的应用

高速公路勘察工期紧,对路堑边坡稳定性的评价通常是定性的。岩体结构面抗剪强度经验估算方法的运用,可以在短时间内提供潜在滑移破坏面的抗剪强度参数,从而使得边坡岩体稳定性定量评价成为可能。本文根据3个典型路堑边坡的稳定性分析,介绍了岩体结构面抗剪强度经验估算方法的工程应用。