地震检测波的分形神经网络模式识别

基于分形理论提出了尺度窗分配维的概念,与单一分形维相比,尺度窗分配维集合能更好地对自然界中的无规分形进行全面、细致的描述,形成其分形特征向量。将分形特征向量作为输入矢量,通过标准样本集的学习,建立基于分形分析的复杂非线性系统 RBF 神经网络辨识模型。以地震检测波为分析对象,尝试将该模型应用于混凝土地下连续墙的区域物性预测,实例证明它的可行性。该方法将分形理论与神经网络的优势联合,提出了一条非线性系统检测识别的新技术路线,在无损检测等多个领域具有应用价值。     

矿山地震活动多重分形特性与地震活动性预测

矿山地震活动可直接揭示矿山岩体活动状态和危险性水平。利用冬瓜山铜矿矿山地震监测数据,采用广义关联积分计算地震震源空间分布的分形维,利用Gutenberg-Richter关系中的b值与地震事件能量分形维关系计算地震能量分形维,并结合开采活动及矿山结构特征,研究矿山地震活动的分形结构特性和时域谱特征。研究结果表明,矿山地震活动具有多重分形特性,它与开采活动及矿山结构特点之间存在相关性;只有当计算空间区域的地震分形结构较均匀时,其分形维才能有效应用于地震活动性预测。这些空间通常对应于采掘类型少和结构单一的空间区域。地震空间分布分形维D∞反映了矿山地震活动状态,其时域谱具有较好的主震前兆特征,可以作为地震预测的参数;D2-D∞时域谱的地震前兆性较差,较难预测主震。     

天然低渗岩芯分形维数变化原因分析

基于相似维数的概念提出用常规压汞资料或图像分析测定天然低渗岩芯分形维数的方法,并推导分形维数的计算公式。利用油田的天然岩芯压汞资料数据绘制双对数曲线,并求出多孔介质分形维数,分析导致岩芯具有单一分形或多重分形的原因,得出如果沉积条件不变则分形维数唯一,而沉积条件发生明显改变则分形维数多变的结论。     

岩石节理表面三维形貌特征的分形分析

 利用高精度三维表面形貌测试仪Talysurf CLI 2000对节理试件表面进行扫描,将表面粗糙形状进行数值化表达并实现节理面的三维可视化。在此基础上,运用分形几何理论对节理表面三维形貌特征进行分析,得出节理剖面线的分形维数与JRC之间的函数表达式。以单个节理面为研究对象,探究节理表面分形维数与剖面线分形维数以及JRC之间的关系,这对分形几何理论在节理表面形态研究中的深入应用有重要意义。     

混凝土用砂的粒级分形评估

在理论分析的基础上，通过对近一百个筛分结果的对比计算分析，发现砂的粒级筛上分布与破碎体分形近似一致；粒度指数或分形维数能综合反映砂的粗细和级配变化，克服了细度供数与级配区的不足，可作为粒级评估的单一指标；线性相关系数对细粒部分是敏感的．而且对粒级的离散性有反映．     

基于总输入能量谱与瞬时输入能量谱的设计谱修正

地震动中的长周期成分对长周期结构的影响不容忽视,现行的设计反应谱为了保证长周期结构抗震设计具备保守性,人为增大了特定频段和特定场地条件的谱值。针对目前设计谱的不足,依据线性单自由度体系的地震动总输入能量谱和瞬时输入能量谱,对规范反应谱5Tg～6s直线下降段提出调整方法。从具有速度 脉冲特征的长周期地震记录中选出能量谱值最大的地震记录加以说明,得到修正后的加速度谱与相应的拟速度谱和位移谱。建议的反应谱修正方法综合体现了总输入能量与瞬时输入能量的特征,对于工程结构设计具有重要的理论意义和实用价值。     

模袋混凝土干湿-冻融侵蚀孔结构的分形特征

为探究干湿-冻融循环作用下模袋混凝土损伤特征,基于扫描电镜(SEM),结合差分盒维数法,计算得到了其分形维数的微观损伤演化特征;又基于核磁共振试验(NMR)的T2谱计算了孔隙体积的分形维数,发现孔隙结构具有分形特征,并推导了孔隙度、渗透率与分形维数之间的数学关系;进一步,结合分形理论,以相对动弹性模量为损伤指标,建立了...     

含分形断层面岩体破坏的数值模拟及分析

断层广泛存在于岩体中,对于含有断层的岩体来讲,其在地震或各类开挖影响下的破坏往往是沿着断层面发生的,其中,断层面的粗糙性质对岩体破坏具有很大的影响.在现场勘测并研究检验实地断层面具有分形性质的基础上,用数值模拟方法研究了含分形断层面岩体破坏过程的应力响应、应力场、变形场和破坏机理.利用Weaerstrass-Mandelbrot函数构造分形维数D分别为1.1,1.2,1.3,1.4,1.5的5条自仿射分形曲线,并构造于数值模拟模型中,实施开挖引起岩体沿断层面破坏的数值模拟.用大型通用有限元分析(FEA)软件--ANSYS进行了模拟分析,并与含平面断层岩体的滑移破坏情况进行了对比分析.模拟分析表明,断层存在对岩体中的应力分布和变形分布有着强烈的阻隔作用,而且断层面分形维数越小,这种阻隔作用就越强烈,断层面的分形维数D=1.5时的应力分布和变形分布较D=1.1,1.2,1.3,1.4时更为接近无断层时的情况;随着断层面分形维数的增加,断层上盘(破坏或移动盘)对下盘的带动作用越来越大,断层面的分形维数D=1.1时的断层两侧岩体滑移落差值最接近于平面断层时的情况,断层露头处的台阶落差也最大,这与工程实际吻合.     

自然锈蚀钢管混凝土轴压性能试验研究

文中对6个自然锈蚀的钢管混凝土进行抗压试验,分析锈蚀对试件力学性能的影响。基于三维扫描技术和分形理论分析,提出计算锈蚀钢管表面分形维数指标的方法,并分析得出分形维数与试件抗压承载力的关系。     

基于GIS的黏性土微观结构的分形研究

介绍了一种利用图象处理技术结合地理信息系统(GIS)软件的数据提取技术,从而计算土体中颗粒形态分形维数的方法,讨论了在图象处理过程中阙值的确定方法。通过对郧县膨胀土土样微结构图象分析,论证了黏性土微观结构的分形特征,并分析了分形维数与土体微观结构类型间的关系。     

基于SEM试验的粘性土孔隙分形特性研究

土壤的孔隙一般具有分形特性。根据粘性土的SEM试验,利用计算机图像处理技术和分形理论（Sandbox法）,研究了粘性土孔隙结构及其分形特性。根据设计的不同图像二值化分割阈值方案和不同放大系数分析方案,分析发现土孔隙分维数不受图像灰度分割闽值和SEM实验放大系数的影响,分维数在2．0附近。     

分形理论在钢结构腐蚀表面表征中的应用

采用分形理论研究钢结构腐蚀构件表面的表征方法,通过试验验证钢结构腐蚀构件表面的分形特征,用功率谱法计算出钢结构腐蚀构件表面分形维数,为在役钢结构安全性评定提供手段。     

混凝土孔隙分形与其徐变特性关系的试验研究

孔隙分形维数是表征材料孔隙分布特征的统计参量,与材料力学强度之间必然存在一定联系.采用压汞测孔法对不同龄期的混凝土试块的孔隙体积分形特性进行了试验研究,得到了孔隙体积分形维数随龄期的变化规律,结合混凝土的徐变特性试验,探讨了孔隙体积分形维数与徐变特性之间的定量关系.试验结果表明:孔隙体积分形维数随龄期的增长而呈对数型增长,且随着混凝土的孔隙体积分形维数的增大,其徐变变形量和徐变变形率均有所减小.因此,孔隙体积分形维数通过表征孔隙的变化特性间接反映了混凝土强度的变化,分析了分形维数与宏观力学强度之间的关系.     

煤体振动后力学性质变化规律的试验研究

通过实验研究了煤体受振后力学性质的变化规律。采用分形几何的方法，研究了煤体在受振后裂隙的变化规律，发现受振后煤体的分形维数增大，表明小尺度的煤体裂隙增加，且经过一定的振动时间后，分形维数趋于稳定；研究了振动对煤体力学性质的影响，发现受振后煤体的抗压强度、弹性模量和降模量降低，且受振时间越长或初应力水平越高，振动对煤体力学性质的影响越明显。     

基于植被根系分形维数的生态边坡位移场研究

植物根系与土的相互关系非常复杂,本文将根土复合体当作由土体、根系所联系起来的有机体,提出基于根系形态特征的固土机理数值分析方法,研究在雨水侵蚀力和坡面径流侵蚀力作用下,不同根系形态对土体位移场的影响。同时根据根系形态特征,研发了计算不同植物根系分形维数的分形软件Fractal 1.0,利用该软件能计算不同植物根系分形维数。选择常见护坡植物夹竹桃(Nenium indicum)作为研究对象,依据数值模拟中根系模型与实测根系形态分形维数的关系,研究了植物根系分形维数与边坡土体位移场的关系,给出了分形维数与边坡位移量的定量关系。随着分形维数的增大,根系生长活性增大,根系分枝数量和分枝长度逐渐增大,植入边坡土体后,边坡表层位移量能够有效减小,因此植物根系分形维数大小能够反映根系对边坡土体位移场的影响。     

ArcGIS和分形理论在制图综合评价中的应用

以地形图中的居民地和交通路网为研究对象,以分形理论为基础,借助Arc GIS技术,运用居民地的聚集维数模型和交通路网的长度-半径维数模型,分别测算了天山北坡伊-霍经济区1∶25万、1∶50万和1∶100万地形图中居民地和交通路网的加权分形维数,对两大要素的空间分布特征进行定量分析,结果表明:第一,该经济区内居民地和交通路网的空间结构具有明显的分形特征;第二,在中小比例尺地形图中,同一制图区域内随比例尺变化居民地和交通路网的分形维数基本保持不变,分形维数能为制图综合评价、地图质量评价提供一个量化的评价指标。     

分形维数与级配的相关性分析

通过对分形理论的分析,将AC-16及SMA-16在级配范围内选取上限、中值、下限进行曲线拟合,得出6条曲线并求解分维值,进而得出分维值与不同级配之间的联系及规律,进一步验证了采用分形方法进行沥青混合料级配设计具有一定的实用价值的理论。     

分形分布节理的模拟研究

研究了分形分布节理的计算机模拟方法,分析了影响节理分布分形的因素,证实“缩格法”可较好地模拟分形分布节理,节理长度分布维数或长短比基本不影响其分形性。但分形有效尺度区对维数的影响应给予足够重视。节理平均长度与节理组数仅仅影响尺度区的位置,并不影响分布节理的维数值。影响维数值的主要因素是节理中点分布聚集维数。