利用汇流阈值分析川中丘陵区西河水系分形特征

ArcGIS建立川中丘陵区西河流域水系分析模型;基于类比量规法,通过计算汇流阈值获取对应的河(沟)谷的长度,进而得出两者的关系,来确定水系的分维特征。实验表明,提取水系较精确地确定了西河流域边界,提取水系较好吻合现实河网特征,细节更加突出。基于西河水系的多阈值实验分析,发现水系标度(汇流阈值)与长度对数关系显著,分析特征明显,其分维值为1.45。     

结构面对岩体爆破块度分布影响的分形探讨

在前人研究成果的基础上，应用分形几何理论探讨了结构面对岩体爆破块度分布影响的分形规律，得出了几点有益的结论．     

分维数与粉尘吸湿速度之间的关系

首先运用分形判据对粉尘的概率密度分布函数在对数坐标轴下是否为直线来判断粉尘的分形特征，再用回归法求得粉尘的粒径与质量的拟合曲线的相关系数，从而证实了分形判据的结论，通过该曲线的外引可得出在某一粒径范围内粉尘质量所占的比例，曲线的斜率越小（维数越大，粉尘分布就越均匀，细粉尘所占的比例也就越大，危害也越大.运用最小二乘法求得分形维数，并通过实验求得粉尘的湿润速度，得出了分维数越大粉尘的湿润速率越小的结论.     

刘桥矿区4、6煤层顶板岩体质量分形评价

该文通过对皖北刘桥矿区4、6煤层顶板部分钻孔岩芯裂隙统计,基于岩石质量指标并不能很好反映沿钻孔裂隙间距(结构面密度)的变化、块度的大小以及对小于10cm薄弱带的信息反映不够,该文运用分形理论的方法对刘桥矿区4、6煤层顶板岩体质量进行了定量评价。结果表明,分维值能够较好地反映煤层顶板的岩体质量。     

综放采场顶煤压裂机理的实验研究

采动岩体裂隙演化规律的定量描述是岩石力学的重要课题之一。通过模拟支承压力对硬煤、软煤和中硬煤300 mm×300 mm×300 mm大煤样的压裂过程,运用分形几何理论研究了顶煤在支承压力峰值前后作用下裂隙的演化规律。研究结果表明,裂隙分维和支承压力具有良好的多项式定量关系。同时得出了基于损伤力学的顶煤压裂本构方程,为综放开采数值分析、工艺及参数选择提供了科学依据。     

煤体的渗透性与裂隙分维的关系

通过研究煤体的渗透性与裂隙的分型规律，揭示了煤体的裂隙发育程度与分形维数的关系，得出煤体渗透性与裂隙分维关系式及煤体渗透性随体积应力、水压、分形锥数、强度的定量变化规律，对工程实际具有重要的指导意义。     

纤维混凝土试件拉伸损伤分析

对拉伸试验试件的破裂面表面裂缝形态进行了分析,知其具有相似性,并计算了分维数.对比试件的抗拉强度发现,分维数高的试件,其强度也高.这说明纤维混凝土的裂缝只能绕过纤维或把纤维拉断来继续发展,这就需要消耗巨大的能量来克服纤维对裂缝发展的限制作用.纤维的体积含量越大、纤维越长,这种限制作用越强,形成的破裂面越复杂,分维数也越高,强度也越高.     

岩石破坏声发射强度分形特征研究

通过对岩石单轴受压破坏全过程的声发射实验,建立了岩石破坏声发射强度分维模型,研究了岩石破坏全过程各个应力水平声发射分形特征以及分形维值随实验时间的变化规律。研究结果表明:加载初期岩石试件声发射强度分形维值变化不稳定,分形维值的大小变化有反复,但从分形维值总的变化趋势来看,这一阶段的分形维值还是处于较大水平;加载中后期声发射强度分形维值出现较强的规律性,其值逐渐由大变小,试件破坏前的分形维值最小。由于实际应用中最小分形维值点(临界值点)难以确定,故提出将岩石破坏前声发射强度分形维值的持续降维作为岩石破坏的前兆特征,从而对利用声发射参数进行岩体稳定性现场监测预报提供理论依据、方法和手段。     

论我国特殊土粒度分布的分形结构

本文根据分形几何学理论,研究了我国黄土、膨胀土、红土三类特殊土的粒度成分特征,发现在双对数坐标下粒度含量与粒径之间呈直线关系,表明粒度分布具分形结构。根据该直线的斜率b,由公式D=3-b可求得相应的分维。计算结果表明,三类特殊土的分维界于2～3之间,且红土的分维大于膨胀土,黄土最小。分维是描述该系统的一个序参量,其大小反映了作为自组织系统的土体的本质特征,分维大,自组织程度高,土体演化处于高级阶段。本文还讨论了分维与分选程度、孔隙特征及结构特征的关系。在此基础上,指出分维是描述粘性土粒度特征,进行粘性土工程分类的一个合适的指标。     

粒度分布函数的分形表示

从分形的概念出发，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．