日污水流量序列的分形特征研究

为定量描述污水流量的变化特性，并获得污水管网非恒定流模拟精度要求的节点流量过程线，结合某污水处理厂的日进水流量记录应用分形理论对污水流量序列的分形特征进行了研究。结果表明：整个日流量序列存在分形特征，而分时期流量序列的分形特征则尚需进一步证实；对于整个流量序列，随着滞时的增加则关联维数逐渐增大，饱和时的关联维数为1．0466；当滞时T=1d时，分时期流量序列的关联维数比整个流量序列的关联维数大；整个流量序列的盒维数为1．7973，春、夏、秋和冬季流量序列的盒维数分别为1．5936、1．4259、1．5558和1．1372，即分时期流量序列的盒维数比整个流量序列的盒维数小。     

拉西瓦水电站断层泥力学参数与粒度分形关系研究

通过对拉西瓦水电站软弱夹层粒度成份的分形特征研究发现,软弱夹层中具有相同组份的断层泥分维值一致,分形特征明显.分维值同力学参数之间具有明显的相关性,这为确定较为合理的软弱层力学参数找到一条途径.     

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.     

岩石破坏机理及节理裂隙分布尺度效应的非线性动力学分析与应用

通过MTS系统、扫描电镜和光学电子显微镜等岩石力学实验研究，抽象出砂岩全应力一应变实验曲线的3种典型形态，从断裂损伤角度探讨了岩石节理裂隙微观、细观和宏观破坏的机理联系。提出了圆与正方形相耦合的分形维数计算方法和相空间重构时滞判定的功率谱分析法，将该方法应用于岩石节理裂隙分布尺度效应研究和混沌动力学评价TDS准则的建立；同时，补充了非线性动力学研究的基础理论与方法。运用分形理论分析砂岩跨越尺度界限的微、细、宏观节理裂隙分布特征，得到了砂岩节理裂隙分布的无标度区域，为解决岩石断裂机理的尺度效应问题提供了可行途径。在无标度区域建立了定量描述岩体结构的节理裂隙分布（条数）预测模型，并将该预测模型应用于岩石破坏机理的离散单元法研究。通过岩石力学实验建立了混沌动力学评价岩石节理裂隙系统破坏的TDS准则数学模型，在一定程度上克服了Wolf方法判定混沌动力学指标鲁棒性较差的局限。提出岩石全应力-应变曲线的二分法原则，应用混沌动力学评价TDS准则定性研究了砂岩全应力-应变曲线的分段特征，运用Kolmogorov熵理论实现了岩石节理裂隙贯通与否的定量判别，并尝试应用于岩石强度准则的研究。基于断裂力学理论及能量余法建立坚硬顶板及三维顺层滑坡系统的运动方程，运用混沌动力学评价TDS准则分析运动方程的稳定性，得到了资源开采活动对坚硬顶板系统稳定性的扰动规律和三维顺层滑坡体阻尼敏感的系统效应。混沌动力学理论与3DEC反演建模相结合，研究坚硬顶板运动的阶段特征，由此可以控制坚硬顶板从冲击性整体运动向周期性分段运动转化，并实现对其运动状态的短时预测。将混沌动力学评价TDS准则应用于现场顺层滑坡的稳定性评价，得到阶段Kolmogorov熵值的升高是滑坡体稳定性状态突变时机及临界状态预测的关键，证明了从能量角度分析与预测滑坡系统运动状态这一方法是可行的。     

火灾烟雾碳黑分形凝并自保尺度分布

将分形凝并理论首次应用分析火灾燃烧物有焰燃烧烟雾碳黑凝聚现象，从理论上证明了火焰区及火焰区上方两个不同区域内碳黑颗粒凝并均存在自保尺度分布，并分析求解得出归一化总颗粒数目浓度与无量纲时间的变化关系及从单谱分布达到自保尺度分布所需实际时间。结果表明，碳黑分形现象对碳黑凝并存在很大程度影响，在火焰区内对碳黑颗粒自保尺度分布、总数目浓度变化影响较大，在火焰区上方对从单谱分布达到自保尺度分布时间影响较大，为火灾基理研究及发展探测技术开辟了新的途径。     

岩体裂缝面数量三维分形分布规律研究

采用计算机仿真的数值试验方法,首先证明了岩体裂隙面数量服从三维分形分布规律这一自然现象。然后根据大量的计算以及理论推演,得到了裂隙面的2个重要的分形参数(分形维数和分形分布初值),以及分形维数DS和分形分布初值NS与二维剖面裂隙迹线分形参数DL,NL的相关关系。即二维分形维数与三维分形维数遵循:DL = DS-1,二维分形维数DL与裂隙面的其他参数无关;二维分形分布初值NL与三维裂隙面的倾角ST,方位角SP遵循投影关系;二维分形分布初值NL与三维分形分布初值NS遵循正比关系:NL = kNS,k值决定与岩体剖面和三维裂隙面的投影关系。实测结果证实了这些关系的正确性。这些结论为研究裂隙岩体的其他物理力学性质奠定了基础。     

西安地区湿陷性土湿陷系数的回归分析

通过Excel回归分析系统和逐步回归分析方法，利用显著性检验，建立了西安地区不同地貌单元湿陷性土湿陷系数与物理指标(w，e0，γ)之间的相关关系，并进行了指标间的多重共线性检验。     

分形节理粗糙度对应力状态影响的研究

根据Weierstrass函数人为地建立具有分形结构的节理模型来模拟节理剖面的粗糙性，通过试样的单轴压缩实验，在弹性理论的框架内对实验数据进行了统计分析。结果表明分形维数成为反映节理变形、强度、应力状态等的恰当统计特征量，这为研究岩石力学性质提供了一个新的方法。     

关于分形理论在结构岩体的应用研究

介绍了近年来分形几何理论在结构岩体应用研究的最新进展，并简要讨论了目前研究存在的问题。     

盐溶液中膨润土膨胀变形的计算方法

膨润土的膨胀变形特性会受到盐溶液的渗透吸力的影响,其影响效果与在膨润土上施加外荷载产生的效果类似。因此,用与渗透吸力相关的修正有效应力来表示膨润土实际受到的总外应力。由分形理论可推导出：在双对数坐标下,修正有效应力与膨润土的最大膨胀变形间的关系可用一条直线表示;修正有效应力可利用溶液的渗透吸力和施加的外荷载求得。但不同浓度盐溶液的渗透吸力须通过较为复杂的试验获得,给工程实际应用造成了困难。基于修正的Debye-Hückel公式求得NaCl、NaNO₃、CaCl₂和Ca(NO₃)₂四种溶液在不同浓度下的渗透系数,结果经已有文献验证,计算方法可靠。以此为基础,进一步求得膨润土在不同浓度下所受到的修正有效应力。经试验数据验证,同种膨润土在不同浓度、不同种类溶液下的最大膨胀变形与修正有效应力之间在双对数坐标下存在统一的线性关系,符合理论公式。