分形几何在研究层状岩体断裂滑落中的应用

应用分形几何研究了层状岩体断裂滑落的分形几何特征，并建立了层状岩体断裂滑落的分形模型，研究结构表明，分形维数值的大小与岩体层理面、节理面的分布及其力学特性密切相关，且最低的分形维数通常出现在层状岩体即将发生滑落之处，故可用分形维数的变化预报层状岩体的滑落。此外，还结合块体理论解析法实例，分析了巷道周围层状岩体的断裂滑落，其结果与分维理论分析结果一致，为进一步研究地下开采引起的采场围岩移动，乃至地表     

裂隙岩体损伤断裂分形研究

介绍了岩石内部含有大量的微观、细观缺陷损伤,是影响岩石力学性质的重要因素。分形几何是定量描述岩石材料损伤断裂宏观、细观、微观力学行为的有力工具。与其它方法相比,分形理论在研究岩石类材料损伤方面具有定量化、直观、方便、易于掌握等特点。对裂隙岩体损伤断裂分形研究现状、基本概念进行了总结,并对发展前景进行了展望。     

采动岩体裂隙分维演化规律分析

采用岩石破裂过程RFPA数值分析系统研究了具有初始裂隙的采动岩体裂隙演化过程和破坏模式,利用数值试验成果基于分形几何理论分析了采动岩体裂隙分形维数随开采宽度、初始损伤量的演化特征,揭示了采动岩体裂隙分维演化规律.分析证明,与采动岩体裂隙分布的分形维数存在明确对应关系的应为初始损伤量,而不是初始裂隙倾角,不同的初始损伤量对应不同的分形维数,在开采末期,采动岩体裂隙分维随初始损伤的增加而呈线性增加,回采结束时,初始损伤量越大,采动岩体裂隙分布的分形维数越大.研究结果为进一步探索裂隙随机分布时采动岩体分维演化规律提供参考依据.     

节理岩体强度的统计描述

岩体中存在大量节理、裂隙，其分布杂乱无章，节理分布的复杂特征可以借助分形方法来描述。本文基于岩体节理断裂扩展和剪切滑移两种失稳破坏机制，运用统计断裂力学方法建立了两种破坏方式下节理岩体强度的理论表达式。结果表明，岩体强度强相关于岩体中节理分布的分形维数，分维增大导致岩体强度非线性降低。本文研究表明，分形和统计断裂力学相结合，为建立节理岩体强度与其内部结构缺陷之间的联系提供了新途径。     

节理岩体强度的统计描述

岩体中存在大量节理、裂隙 ,其分布杂乱无章 ,节理分布的复杂特征可以借助分形方法来描述。本文基于岩体节理断裂扩展和剪切滑移两种失稳破坏机制 ,运用统计断裂力学方法建立了两种破坏方式下节理岩体强度的理论表达式。结果表明 ,岩体强度强相关于岩体中节理分布的分形维数 ,分维增大导致岩体强度非线性降低。本文研究表明 ,分形和统计断裂力学相结合 ,为建立节理岩体强度与其内部结构缺陷之间的联系提供了新途径     

混凝土微细观损伤断裂的分形行为

分析了混凝土内部微细观损伤断裂裂纹的结构，分布及演化特征，指出混凝土的内部微细观损伤断裂行为具有分形特征；运用分形方法定量描述了混凝土的损伤演化行为。研究表明，承载面内损伤域分遽维数的变化能够反映出混凝土的内部损伤演化趋势，分形维数与外应力呈非线性关系。     

考虑尺寸效应的裂隙岩体强度损伤力学研究

根据岩体裂隙网络的层次性分布特点, 研究岩体裂隙分形结构的标度不变区间, 以此划分岩体宏观损伤的不同层次。通过确定相对无损尺度, 利用分形结构的标度不变性, 在连续介质损伤力学框架内, 预测岩体强度损伤, 并根据统计强度理论, 预测在荷载条件下岩体强度的损伤演化。研究表明, 岩体强度的初始损伤及其演化存在一定的尺度效应。     

分形理论在岩体质量评价中的应用及分级指标值的确定

为了更全面的评价岩体质量,克服传统的岩体质量等级分级方法如RQD,RMR和BQ等未考虑岩体中的节理、裂隙的不足,根据岩体结构面的自相似特征,应用分形理论来对其进行研究．运用盒计维数法对某地下工程岩体结构面分布的分形维数进行计算,验证了岩体结构面分布的分形特征．对计算结果数值分布的规律分析发现,分形维数越大,岩体质量越差,表明岩体结构面分布的分形维可以作为评价岩体质量的指标．并通过分维数D与RQD,RMR和BQ的拟合,给出岩体质量分级指标D值,从而提出一个以岩体结构面分形维数为分级指标的岩体质量评价方案．     

岩石块度的分形演化模型及其应用

提出一整套岩体块度预测方法.根据岩石分形损伤断裂切割岩块的块度形成机理，利用能量守恒关系，建立了损伤-能量-碎块尺寸理论关系式.为方便应用，将该式简化为块度-损伤演化关系式.提出了适合工程应用的损伤模型建立方法，并将其应用于岩石块度预测.根据块度分布的自相似性，将岩石块度-损伤演变关系式推广应用于岩体块度分布预测.对于节理岩体，计算裂隙损伤变量，利用块度-损伤关系式计算当前岩体块度.作为实例，计算了金川橄榄岩体块度分布.     

节理岩体爆破的块度计算模型

以分形理论和现场实测数据为基础，提出了节理间距的Ｃａｎｔｏｒ集分布和岩体天然块度的计算方法，用随机分形构造模型描述爆破岩块的形成过程，按照损伤力学的方法，研究节理岩体爆破机制，提出岩体破碎比比率这一新概念，由此建立了节理岩体爆破块度计算的损伤模型。     

基于分形理论的刘店矿10煤底板岩体结构类型划分

对于断裂构造发育为主的刘店矿井,利用分形理论对刘店矿断裂网络的复杂程度进行了评价;根据岩体结构与断裂发育程度之间的关系,以分维值为基本特征量,对10煤底板岩体结构划分为完整结构、块裂结构、碎裂结构和松散结构。     

基于分形理论的孙疃矿10煤底板岩体结构类型划分

对以断裂构造发育为主的孙疃矿井,利用分形理论对该矿断裂网络的复杂程度进行了评价;根据岩体结构与断裂发育程度之间的关系,以分维值为基本特征量,对10煤底板岩体结构划分为完整结构、块裂结构、碎裂结构和松散结构。     

岩体结构及岩石破碎中的分形结构

文中介绍了分形几何的基本概念,指出岩体构造中常见的等距性断裂是一种分形现象,分析了岩石破碎过程及断层裂纹分叉的分形维数。     

松散岩体分维的统计方法及应用

由于组成松散岩体碎块的分形特征直接影响着松散岩体的孔隙度、浆液的渗透扩散、注浆加固体的强度和变形特征。所以 ,岩体工程结构围岩塌落破坏碎块和孔隙分形特征的研究对松散岩体的注浆加固工程设计和注浆工艺工业试验研究有重大的理论指导意义。论文提出了松散岩体的块体颗粒分维统计方法 ,并介绍了研究结果得到了工程应用的情况。     

岩石动态损伤断裂机理与损伤变量

介绍了爆破引起岩石动态损伤断裂机理、岩石动态损伤特性与检验岩石损伤程度的方法和衡量岩石完整性的指标,并较详细的介绍了岩体内应力波的传播和作用特征。     

分形几何与岩石结构构造的分形特征

简要叙述了分形几何学原理及方法，并分析了岩石的某些微观结构，构造的分形特征，结果表明岩石的结构构造特征具有统计自相似性，这些特征参数与其物理力学性质密切相关，用分数维值可以更全面地定量描述岩石的结构构造特征，并分析岩石的物理力学性质，进而了解较大范围岩层或岩体的力学特征。     

顶板岩体周期性损伤及其分形研究

利用分形维数和损伤因子描述了工作面顶板周期来压现象，为采场矿压的预测预报提供了新的方法，并分析顶板岩体损伤与分形几何的关系。     

岩体结构面几何特征的分形研究

在采集安庆铜矿结构面实际统计数据的基础上，应用分形豆腐对岩体结构面的几何特征（包括间距、迹长）进行了分析，结果表明，结构面向何特片呈现出很强的自相似性。应用分形模型比以往工程上的统计概型更能反映结构面分布的本质特片。     

采动岩体裂隙分形特征的实验研究

利用相似材料模拟实验模拟采动岩体裂隙的形成过程和分布状态 ,运用分形几何理论研究采空区冒落带、裂隙带和弯沉带岩体裂隙的分形特征。实验结果表明 :当采掘工作结束且岩移基本稳定之后 ,采空区冒落带、裂隙带和弯沉带岩体的分形维数分别为 1.17、1.0 6和 0 .98,冒落带分形维数是裂隙带的 1.1倍 ,裂隙带分形维数是弯沉带的 1.0 8倍     

岩体损伤节理的计算机模拟及分形分析

利用计算机随机模拟方法模拟了岩体损伤节理的分布，从分形几何角度出发给予定量描述，由分形维数和节理方向定义损伤节理的损伤张量。和传统的计算机方法比较，本文扮形损伤张量计算方法具有明显的优越性。