南京燕子矶下蜀黄土颗粒分形研究

根据分形理论，研究了南京燕子矾下蜀黄土粒度分形结构特征，发现在双对数坐标下粒径和粒度含量之间存在明显的线性关系，表明粒度组成具有分形结构．通过对燕子矾下蜀黄土颗粒分形的计算，发现其分维值介于2．4～2．6之间，随着黏粒含量的增大而增大，且与不均匀系数和曲率系数有良好的非线性关系．在此基础上，讨论了粒度分维所具有的工程地质意义．指出粒度分维揭示了不同土体工程地质性质差异的本质，可以作为土体分类的一个合理指标．     

粒度分布函数的分形表示

从分散的概念出发展，导出了颗粒系统的分形粒度分布方程式，证明了几种常用的粒度分布函数是分形的，并结合破碎模型讨论了分布分维Ｄ的涵义及取值范围。     

南海琼东陆架海洋沉积物粒度分形特征及其影响因素

通过对2013年南海西部综合航次于南海琼东陆架海域采集的3根沉积柱(C1、C2、C4)样品进行粒度分析,对粒度的分形特征及其影响因素进行探讨。使用矩法计算出沿离岸方向3根沉积柱样的平均粒径分别为5.33 Φ、6.14 Φ、6.26 Φ,粒度总体上较细;标准偏差平均值分别为2.59 Φ、2.19 Φ、1.82 Φ,表示分选性逐渐变好;偏度平均值分别为0.40、-0.02、0.48,其变化规律不明显;峰度平均值分别为1.75、2.27、2.70,其值逐渐增大。利用幂指数法,在累积体积百分比5%~95%范围的无标度区间内计算得到沉积物样品的粒度分维值,总体范围为2.24~2.54,平均值分别为2.52、2.45和2.30,处于较高水平;随着离岸距离的增加,样品粒度分维值逐渐降低,但分选性变好;粒度分维值与标准偏差存在显著正相关关系,说明分选性对粒度的分形特征产生影响。根据C-M图,沉积柱样的流体为牵引流,颗粒的主体搬运方式由沉积柱C1的滚动逐渐转变为沉积柱C4的悬移;对比发现,以滚动组分为主的颗粒粒度分维值较大,以悬移组分为主的颗粒粒度分维值较小,说明分形程度受搬运方式和水动力条件的影响。     

煤尘粒度分布的分形结构研究

本文应用分形几何理论，研究了采煤工作面煤尘粒度分布的分形特征，研究发现，煤尘粒度分布具有很好的分形结构，其粒度分布可用分维值定量地描述，研究煤尘的分维值能为选择除尘方法和设备提供科学的理论依据。     

磁铁石英岩落锤冲击破碎效果与能量关系

为研究磁铁矿石机械冲击破碎效果与能量的关系,开展了落锤冲击破碎试验、数码显微镜观察试验和原子吸收光谱检测试验,分析了磁铁石英岩冲击破碎特征与矿物分离特征,得到了能量密度与矿石碎块的粒度分维数、平均粒度和矿物颗粒分离效率的理论关系. 研究发现,碎块粒度分布具有分形特征,粒度分形维数和平均粒度较全面的描述磁铁矿石英岩冲击破碎程度;磁铁石英岩经落锤冲击后,发生矿物颗粒分离的碎块粒度与矿物嵌布粒度一致,碎块粒度越小矿物颗粒分离越显著;与二段磨矿产物相比,冲击破碎分离的矿物颗粒形态与光学特征更接近原矿矿物学特征;冲击破碎分离的磁铁矿颗粒全铁品位高于二段磨矿产出的磁铁矿颗粒,可以满足选矿的需要. 结果表明:随能量密度的增大,碎块粒度分维数呈负指数增长的变化特征,碎块平均粒度呈三次多项式降低的变化特征,矿物颗粒分离效率呈三次多项式增长的变化特征; 磁铁矿石冲击破碎过程中通过增大破碎能量密度,提高矿石破碎程度,增大矿物颗粒质量分数,将矿物颗粒筛分后直接进入磁选,可降低单位磁铁矿石加工总能耗.     

铀尾矿粒度分形分布对氡析出影响的初步研究

铀尾矿中氡的析出是备受重视的典型环境问题.本文实验研究了尾矿粒度分形分布对氡析出率的影响.结果表明,尾矿中氡的析出率呈现振荡性变化;在尾矿粒度分布分维值为2.3-2.8内,氡析出率随分维值的增大显著减小,至分维值为2.6时达到极小值,然后随分维值的增大略有增高.反冲作用与He-Rn团簇的形成和尾矿的非均匀性导致了氡析出的振荡变化.分维值增大,小颗粒尾矿含量增高,孔隙度减小,导致了氡析出率随分维值增大而减小.但是,随着分维值的增大,小颗粒增多,由反冲作用引起的氡释放进入孔隙的几率增大,又导致氡析出率随分维值增大而轻微增高.     

凿岩粉尘粒度分布的分形结构

本文应用分形几何理论研究了矿山凿岩对岩粉度分布的分形特征。研究发现岩粉粒度分布具有良好的分形结构。岩粉粒度大小的分布具有良好的分形结构。岩粉粒度大小的分布可用分维值定量地描述。建立岩粉的分维值与凿岩参数的关系很有必要，它能为控制岩粉粒度和凿岩参数优化提供有效的依据。     

水泥加固土微观结构的分形

为了明确有机质对水泥加固土强度形成所产生的影响,采用水泥对不同有机质含量的软土进行加固,通过无侧限抗压试验测定达到养护期的水泥加固土的力学指标,对有机质含量与水泥土强度的关系进行分析,利用扫描电子显微镜采集不同试样的微观结构照片,并采用WD-5图像处理系统对土样的微观结构图像进行定量分析,提取各试样中土颗粒形态的分维数值,用颗粒分布的计盒维数来表征各试样的分形特征.结果表明:有机质含量越高,颗粒分布的分维数值越大,试样的团粒化程度越低,水泥加固土的强度越差.土中有机质对水泥加固软土的效果具有一定的影响,颗粒分布分形的计盒维数与水泥加固土的强度呈负相关性.     

天津滨海新区地基土的粒度分维及其应用

采用SediGraph5100X射线自动粒度分析仪，对天津滨海地区不同深度的34个土样进行了颗粒粒度分析，应用AR法计算了不同地层土颗粒的分形维数，其结果是粉土、粉质粘土、粘土分形雏数的平均值依次递增．回归分析表明，土粒分形维数与粒径250-50μm和50-25μm颗粒含量关系显著负相关，与25-10μm颗粒含量关系不显著，与10～5μm、5-2μm、2-1μm、1-0．5μm和〈0.5μm颗粒含量关系呈极显著正相关，与土的相对体积质量关系呈极显著正相关，与土的塑性指数关系也呈极显著正相关，与静力触探参数关系显著不相关．     

三轴剪切过程中软黏土的微观结构及分形特征

土的物质组成和内部结构是决定土物理力学性质的主要因素;当土性质变化时,土中孔隙大小和形状变化最直观.为研究三轴剪切过程中软黏土微观结构变化特征,利用扫描电子显微镜获取了软黏土在不同应变速率和不同应变阶段的三轴固结不排水剪切试验后土试样的SEM图像;计算得到了软土的等效孔径和孔隙（颗粒）分维值.研究表明,该软黏土具有团粒-絮凝结构.试验前后软黏土中的孔隙均以小孔径、中孔径为主,大孔径孔隙分布较少;大孔隙主要存在于原状土和剪切破坏后土样中.剪切过程中存在一个影响孔隙分布随应变速率变化的应变阈值.软黏土具明显分形特征,孔隙分维值为1.891~1.750,颗粒分维值为1.825~1.908;在剪切过程中,颗粒分布分维值增大,孔隙分布分维值减小,孔隙大小和形状变化最显著.     

Derivation of Hillert-type 3D grain growth rate model with topological considerations and discussion on its grain size parameter

A Hillert-type three-dimensional grain growth rate model was derived through the grain topology-size correlation model, combined with a topology-dependent grain growth rate equation in three dimensions. It shows clearly that the Hillert-type 3D grain growth rate model may also be described with topology considerations of microstructure. The size parameter bearing in the model is further discussed both according to the derived model and in another approach with the aid of quantitative relationship between the grain size and the integral mean curvature over grain surface. Both approaches successfully demonstrate that, if the concerned grains can be well approximated by a space-filling convex polyhedra in shape, the grain size parameter bearing in the Hillert-type 3D grain growth model should be a parameter proportional to the mean grain tangent radius.     

昆明玄武岩红土物质组成的剖面特征

在对昆明某地玄武岩红土进行现场勘察的基础上,对其剖面的物质组成取样进行了研究。结果表明：玄武岩红土剖面的物质组成由地表向下呈有规律的变化,化学成分为SiO2,Fe2O3,AI2O3为主,随剖面深度的增大,SiO2逐渐增大,Fe2O3和AI2O3逐渐减少;烧失量、pH值、比表面积、阳离子交换量都逐渐减小,颗粒组成上细下粗,具中等分散性,粘粒含量不高,天然含水率小,土颗粒密度大,低塑性,不具膨胀性,有一定的崩解能力。这充分反映了同一剖面上红土化作用从上到下逐渐减弱的变化规律。     

涪陵北固地区红粘土特性的初步研究

概述了北固地区红粘土的形成条件，分类和一般特征，分析，对比了土物理力学性质和胀缩性的特点及自由膨胀率与塑性指数之间的相关性，并对红粘土含水比和液性指数指标的适用性发表了看法。     

三维晶粒尺寸计算误差的分析及其消除

本文分析了用传统球模型计算三维晶粒尺寸所导致的系统误差、分组误差和随机误差，提出了多面体模型和基小二乘法原理的分布参数拟合法（ＤＰＦ法），根据测量的一维或二维数据计算三维晶粒尺寸分布。实验结果表明，ＤＰＰ法基本上消除了系统误差以及人为因素对计算结果的干扰，并有效地降低了测量随机误差的影响，可在不降低精度的前提下减少测量数据的需求量。     

煤矸石固结压密性与颗粒级配缺陷关系研究

重点探讨了煤矸石粒度分布的级配与压密性的关系问题,用不同颗粒级配煤矸石所作的压密和渗透对比试验的结果表明,影响天然煤矸石固结压密性的主要级配缺陷是细小颗粒含量比例过低,通过适当提高矸石中细小颗粒含量的级配改良,不但可以有效提高煤矸石的固结性,使其在较低的压密能量下取得较高的固结压密程度,并且能够使煤矸石的水稳性得到明显改善     

相场方法模拟三维晶粒的长大过程

采用了周期性边界条件及各向同性的动力学相场模型对三维多晶生长的微观组织进行了模拟。结果表明：晶粒生长的平均半径符合抛物线的规律;相场仿真得到的准稳态晶粒尺寸分布形式具有相似性;同时又对晶粒的拓扑结构进行了观察：两个五边形晶粒最终分别以三边形晶粒和四边形晶粒消失。     

基于FDEM的岩石颗粒破碎后碎片形状的统计分析

针对碎片尺寸和形状会影响岩石强度和变形的问题,采用三维扫描技术获得真实岩石颗粒的表面点云数据,然后通过数字图像处理技术重构数字颗粒,利用连续-离散耦合方法（FDEM）模拟单个颗粒在平板压缩下的断裂破碎. 识别颗粒破碎后所产生的碎片,并进行碎片形状的表征和量化,分析碎片形状与颗粒初始形状、碎片尺寸的关系. 为了准确描述裂纹尖端的应力梯度和损伤演化,进行颗粒有限元网格密度的敏感性分析,结果表明,断裂过程区至少需要5、6个界面单元以减弱网格尺寸的影响. 本研究关注颗粒破碎后所产生碎片的整体形态,忽略断裂引起的碎片表面局部起伏和粗糙变化. 尽管所研究颗粒的初始形状存在较大差异,仍发现颗粒破碎后所产生碎片的形状指标分布具有一些共性特征. 碎片的圆度、扁平率、Domokos因子和凸度对颗粒初始形状的敏感性逐渐增强,并且除了圆度外,其他形状指标分布与碎片尺寸之间并未发现显著的相关性. 不同粒径组碎片的圆度分布表明,较大的碎片棱角更明显.     

煤矸石固结压密性与 颗粒级配缺陷关系研究

重点探讨了煤矸石粒度分布的级配与压密性的关系问题,用不同颗粒级配煤矸石所作的压密和渗透对比试验的结果表明,影响天然煤矸石固结压密性的主要级配缺陷是细小颗粒含量比例过低,通过适当提高矸石中细小颗粒含量的级配改良,不但可以有效提高煤矸石的固结性,使其在较低的压密能量下取得较高的固结压密程度,并且能够使煤矸石的水稳性得到明显改善.     

Effects of ultrasonic field on microstructures and properties of semi-solid AZ91D magnesium alloy

The microstructure distribution rule of semi-solid AZ91D alloy treated by ultrasonic was researched, and mechanical properies of specimens before and after ultrasonic treatment were investigated further.Semi-solid AZ91D melt specimens were processed by ultrasonic under different powers, and its microstructures and mechanical properties at different sampling points in specimens were obtained. The experimental results show that the microstructure of AZ91D alloy at different sampling points under the same ultrasonic power is different in grain size and shape, and there is also great difference among their microstructures at the same sampling point under different ultrasonic powers. AZ91D alloy treated by ultrasonic can obtain increment in both tensile strength and plasticity. Under same ultrasonic power, mechanical properties of specimen at different sampling points have obvious difference, and regularity for change of mechanical properties everywhere is similar to regularity for change of grain size and shape everywhere.     

A fractal-based model for the microstructure evolution of silicon bronze wires fabricated by dieless drawing

The back-propagation neural(BPN)network was proposed to model the relationship between the parameters of the dieless drawing process and the microstructures of the QSi3-1 silicon bronze alloy.Combined with image processing techniques,grain sizes and grain-boundary morphologies were respectively determined by the quantitative metallographic method and the fractal theory.The outcomes obtained show that the deformed microstructures exhibit typical fractal features,and the boundaries can be characterized quantitatively by speed will cause a smaller grain size together with an elevated fractal dimension.The developed model can be capable for forecasting the microstructure evolution with a minimum error.The average relative errors between the predicted results and the experimental values of grain size and fractal dimension are 3.9% and 0.9%,respectively.