| 四参数随机生成法重构土体微观孔隙结构的分形特征 |
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| 引用本文： | 张季如,钟思维.四参数随机生成法重构土体微观孔隙结构的分形特征[J].水利学报,2018,49(7):814-822. |
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| 作者姓名： | 张季如 钟思维 |
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| 作者单位： | 武汉理工大学土木工程与建筑学院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目（41072214，41272334）；武汉理工大学研究生优秀学位论文培育项目（2016-YS-044） |
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| 摘 要： | 四参数随机生成算法(QSGS)生成的微观结构模型,已被广泛用于研究土的微观孔隙结构并预测土的水力学性质,但模型能否真实反映实际土体的孔隙结构特征,目前尚缺乏实验证据及定量对比分析。利用扫描电镜(SEM)对3种不同孔隙率的土样制备SEM图像,以与QSGS模型进行定量对比分析。采用数字图像技术分析QSGS模型与土体中孔隙的形态特征和分布规律,基于实测数据估算孔隙的质量分维数Dm和表面分维数Ds。结果表明:QSGS算法生成的微观结构由孔隙度P、生长核的分布概率Pd和方向生长概率Pi等参数控制,其中Pd对孔隙结构的影响更为显著。Pd≤0.01时所生成的QSGS模型与实际土体具有相似的微观孔隙形态和分布规律,以及相同的分形特性和相近的分维数值。P越小则Dm越大,Dm与P存在较为显著的线性回归关系。孔隙轮廓愈不规则,Ds愈大,各孔隙的Ds分布符合总体正态分布形式。研究结果揭示了模型参数对QSGS算法生成的微观结构的影响,为合理选取参数提供了科学依据。
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| 关 键 词： | 四参数随机生成法 重构 微观孔隙结构 质量分维数Dm 表面分维数Ds |
| 收稿时间： | 2018/3/20 0:00:00 |
Fractal behaviors of microscope pore structure of soil reconstructed by quartet structure generation set |
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| ZHANG Jiru and ZHONG Siwei.Fractal behaviors of microscope pore structure of soil reconstructed by quartet structure generation set[J].Journal of Hydraulic Engineering,2018,49(7):814-822. |
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| Authors: | ZHANG Jiru and ZHONG Siwei |
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| Affiliation: | School of Civil Engineering and Architecture, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China and School of Civil Engineering and Architecture, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | quartet structure generation set (QSGS) reconstruction microscopic pore structure mass fractal dimension Dm surface fractal dimension Ds |
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