破碎体分形及其筛分布

以分形理论为基础．讨论了破碎体分形的一些实际问题及其与筛下，筛上分布一致的条件．及维数Ｄ＞３的问题．证明：只有粒级的尺度范围足够宽时，分形分布才有可能与筛下或筛上分布一致；且Ｄ＜３时。与筛下分布一致．Ｄ＞３时，与筛上分布一致．Ｄ＞３的实际粒级可能是理论破碎粒级丢失粗粒或侵入细粒的近似结果，也可能反映了理论破碎模型的不完善性．     

破碎概率与分形维数

讨论了破碎体２种分形分布的一致性，有限尺度破碎体分形的几个特征及不等概率分形破碎等问题．证明：尺度范围足够宽时，２种分形是互为近似的．且其粒级可以是更大尺度范围内的任一段；尺度范围不变时，分形维数不仅反映粒度分布，还决定粒级的粗细；一般情况下．满足分形分布的破碎不一定是等概率的破碎．Ｄ≥３时，必然是有限破碎．Ｄ＜３时，也可能是破碎有限的，决定于初始破碎的坚固单元与易碎单元数量分配．给出了某些情况下推断实际分形破碎过程的方法．     

级配碎石分形特征分析及其在路面工程中的应用

为了定量分析碎石的级配特征,揭示分形维数与级配碎石关键筛孔通过率的相互关系,并对碎石加工提供控制性指标,通过分形理论方法建立了级配碎石分形关系.用已有的数据进行计算分析后,得到了计算级配碎石分形维数的方法以及料场加工细集料的分形控制标准,并用此标准对现场施工沥青混合料级配的离析进行了评价.结果表明:级配碎石的分形维数与4.750 mm筛孔通过率有良好的相关性,可以用它来对施工时沥青混合料级配的离析进行评价.     

基于分形理论的堆石料级配设计方法

根据分形理论,推导了堆石料级配的分形分布公式。利用6座心墙坝和5座200 m级面板坝工程的现场级配检测资料进行验证,相关系数基本在0.95以上,吻合较好;相对于不均匀系数Cu和曲率系数C_c指标,粒度分形维数可以更客观地反映堆石料填筑级配平均特性;对英安岩、凝灰岩和混合岩等不同母岩特性的缩尺堆石料进行了室内干密度试验研究,同时结合水布垭等4座大坝原级配堆石料的检测资料,研究了级配(粒度分形维数)与压实干密度的关系,认为级配是影响堆石料压实性能的主要因素;利用粗粒土级配的Cu,C_c与分形维数的关系,首次提出了堆石料、过渡料等大粒径筑坝材料的良好级配范围,其粒度分形维数在2.22~2.63之间。研究结论可为堆石料的级配设计与优化提供依据。     

尾砂分形级配与胶结强度的知识库研究

采用分形理论研究了尾砂材料的级配。分析了国内外大量矿山的尾砂材料分形级配与强度试验数据,用神经网络建立了尾砂胶结强度与水泥含量、浓度、孔隙分形维数及分形维数相关率的知识库模型。考虑神经网络在训练大规模样品时易陷入局部极小,用梯度下降法与混沌优化方法相结合,使神经网络实现快速训练的同时,避免陷入局部极小。研究结果表明:尾砂孔隙分形维数减小,尾砂胶结强度增高;分维形数相关率越好,尾砂胶结强度越高。孔隙分形维数和分形维数相关率反映了尾砂粒度分布的整体信息,可用来判断尾砂级配的合理性。应用知识库模型可以根据尾砂的级配特性,预测不同水泥含量、不同浓度下的尾砂胶结充填体强度,指导矿山充填设计。     

基于分形理论的路基填石料粒径优劣分析

应用分形理论对大粒径碎石填料进行级配判定,分析了分形维数用于表示级配的方法,论证了分形维数和级配的关系,结合室内筛分试验得出填料的分形维数在合格范围以内,说明可用于级配优良性判定,且比应用不均匀系数和曲率系数更简单、快捷。     

分形几何理论在水泥稳定级配碎石中的应用

根据分形几何学推导了集料级配的分形维数的计算方法,并根据JTG/T F20—2015《公路路面基层施工技术细则》中水泥稳定级配碎石的级配类型的推荐级配范围计算了C-B-1、C-B-2、C-C-1、C-C-2 4种级配类型上限、中值、下限的分形维数D,分析了原材无侧限抗压强度与集料级配分形维数的关系。研究表明,随着集料级配的分形维数的增加,水泥稳定级配碎石的无侧限抗压强度先增加后减小。     

不同分维骨料级配对混凝土性能影响的研究

应用分形理论对混凝土不同级配骨料进行分析研究，对骨料自身所表现出来的分形现象进行分析。测定不同分形维数的级配骨料对混凝土试件的28d强度的影响，并结合实际工程案例进行研究。     

沥青混合料分形维数与马歇尔试验研究

沥青混合料作为一种结构复杂的混合物,其存在着多种分形特性。通过分形级配理论,研究了沥青混合料的分形特性,并探求分形维数的计算方法;通过马歇尔试验,探究分形维数与混合料级配的相关性。分析表明:随着混合料分维数的增大,级配变细。     

混凝土表面粗糙度评价指标的相关性研究

新旧混凝土界面粗糙度对连接部位的力学性能和耐久性能影响显著。为研究混凝土表面粗糙度评价指标的相关性,对粗骨料公称粒径为5~16mm连续级配,边长为100mm的混凝土立方体试块表面进行5种不同程度的凿毛处理,采用徕卡P30三维激光扫描仪获取凹凸表面的三维坐标并建立数字模型,提取其分形维数,同时利用灌砂法获取灌砂深度指标。通过数学回归分析,建立了混凝土凿毛表面粗糙度的凿毛深度、灌砂深度和曲面分形维数等3个指标之间的拟合式。结果表明：凿毛深度与灌砂深度相关关系接近二次多项式函数;曲面分形维数同凿毛深度以及曲面分形维数同灌砂深度的相关关系均接近三次多项式函数;最佳凿毛深度宜控制在曲面分形维数的第一个峰值点附近。     

影响砂土抗剪强度的主要因素

根据砂土的室内剪切试验-全模试验和半模试验,分析了影响砂土抗剪强度的主要因素。指出了均匀砂和不同级配的砂对砂土抗剪强度的影响。从室内试验可以看出,均匀砂中,砂样的抗剪强度随着法向应力的增大而增大,而且抗剪强度增长幅度与法向压力基本成正比增长的趋势。相同法向压力下,砂土的抗剪强度随着粒径的增大而增大,内摩擦角也随之变大。可以很好的说明,砂土的抗剪强度与颗粒大小有关。     

再生细骨料质量标准及检验方法的研究

我国目前尚无再生细骨料的技术标准,制定再生细骨料的技术标准,对于推动再生混凝土产业化具有重要意义．再生细骨料的质量要求,除了JGJ52-92要求的细度模数、级配、泥块含量、有害物质含量（包括云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐、氯离子含量等）外,还应增加再生胶砂需水量比（简称需水量比）、再生胶砂强度比（简称强度比）和坚固性．胶砂需水量比和胶砂强度比是笔者首次提出的两项指标,它们很好地反映了再生细骨料与普通细骨料之间的性能差异．依据胶砂需水量比、胶砂强度比和坚固性指标,提出了对再生细骨料进行分类的建议．     

人工砂的应用研究

用于混凝土和砂浆的人工砂应当同天然砂一样，除了要有规范规定的良好级配外，尚应对其合格石粉含量加以限制。人工砂中的石粉含量过多或过少都不利，不能简单地将人工砂中的石粉视为有利或有害物质。     

On the Relationship between Particle Breakage and the Critical State of Sands

Ring shear and shear box tests were used to investigate the relationship between volume change and particle breakage during the shearing of two sands. One sand was a carbonate sand which was sheared under a high confining stress to examine whether, in the region of compressive shearing behaviour due to particle breakage, the breakage would ever cease and the soil reach a stable grading. The other sand tested was a quartz sand that was sheared at low confining stresses, to investigate whether a dilatant sand would also be subject to particle breakage. In both cases breakage was found to continue to very large strains, with no evidence of a stable grading being reached within the range of strains used. While the breakage was very small for the quartz sand it was large for the carbonate, emphasising that any definition of a critical state by means of conventional triaxial or shear box testing would be approximate only, because of the limited strains that they allow.     

普通混凝土砂石级配的研究

从传统的连续级配密实堆积入手,通过系统的试验研究,将传统的2个常用的连续级配计算式,依5种流变性类型混凝土调整为5个计算式,并得出了5种类型拌合物的最佳石子用量,明确了砂率随胶结材用量变化的规律.     

水泥混凝土用机制砂的级配探讨与试验

概括了国内外不同国家和地区的标准对机制砂级配、石粉含量限值和细度模数规定的差异。在对比国内外机制砂标准的差异及分析我国不同地区生产的69种机制砂颗粒级配、石粉含量和细度模数数据的基础上,提出了机制砂生产控制的颗粒级配、石粉含量和细度模数的I、II区级配范围。并通过配制不同强度等级的混凝土拌合物工作性试验,确定了一个机制砂全级配标准,同时对配制不同强度混凝土用的机制砂石粉含量和细度模数的要求进行了规定。     

分析铁路改良粉细砂填料应用性能试验

在设计铁路路基的填料时,最常出现的是在进行铁路建设的地方就地取材。在以粉细砂为主的地区通常会选择用粉细砂作为铁路的填料,在所有的填料中,粉细砂填料属于C组类型填料,但是因为两个方面的原因需要对其进行一定的改良,一方面是因为粉细砂的粒径比较单一、级配不好,K30不能够满足规范标准的要求;另一方面则是因为大型机械不能够进行施工。本文通过掺入不同体积A、B组砾砂填料到粉细砂填料中进行试验,结果显示这种操作可以在不同程度上提高K30的值,从而在达到相关设计要求的同时解决施工方面的难题。     

再生微粉配制细砂改善ECC力学性能研究(英文)

作为一种纤维增强水泥基复合材料,ECC的力学性能受到很多因素影响.因而可以通过很多手段对其力学性能进行改良,对水泥砂浆基材进行改性是提升ECC力学性能的一个重要手段,而改良细骨料级配是容易被忽视的有效措施.本试验利用废弃混凝土再生微粉与普通砂制备均匀级配细砂,用该细砂配制的ECC砂浆,与普通砂(过1.25 mm筛)配制的ECC砂浆进行力学性能比较.结果表明:均匀级配细砂ECC砂浆的直拉、抗弯性能均比普通砂ECC砂浆有明显提高.研究有助于拓展再生超细骨料的应用领域.     

人工砂混凝土配合比设计基本参数的确定

人工砂颗粒表面特征及级配异于河砂,对混凝土的性能影响较大。本文通过大量的试验以确定人工砂混凝土配合比设计中的基本参数(单方用水量、砂率、回归系数α_a与α_b),并得出:同条件下,配制人工砂混凝土单方用水量宜增加(2~8)kg,砂率增加(2~4)%。     

基于粒度熵概念的贝壳砂颗粒破碎特性描述

对取自福建莆田湄洲湾海域的贝壳砂进行了不同围压、不同相对密度下的三轴排水剪切试验,同时考虑了尺寸效应的影响。依据试样试验前后粒径分布资料,在统计熵概念基础上提出颗粒破碎粒度熵模型对其破碎率进行了度量,并与Hardin颗粒破碎模型进行了比较,结果表明：贝壳砂颗粒破碎率与围压、相对密度及试样尺寸均有关系,在相同试验条件下,贝壳砂颗粒破碎程度随着试样尺寸的增加而增大,随着围压的增加而增大;当相对密度较低时,颗粒破碎率呈增大趋势;相对密度增加到较高值时,颗粒破碎程度减弱;贝壳砂三轴压缩前后的级配曲线均可以通过粒度熵模型参数表征,其中相对基础熵参数（NB）较好地反映了颗粒破碎程度大小,破碎率愈高,NB值愈小,NB与Hardin破碎率存在显着的线性关系。贝壳砂颗粒破碎粒度熵参数能较好地描述其颗粒破碎行为,为岩土介质材料的颗粒破碎分析提供了一个新的量化指标。