节理粗糙度的分维测定法

本文根据分形理论,认为断裂面具有分形特征,可用分维来描述断裂面的起伏程度。介绍了断裂面的分维测定方法,并讨论了JRC与分维D的关系,给出了经验公式。     

三维空间岩石裂纹分形曲线的分维估算

基于三维空间中岩石裂纹扩展形态的随机性与空间性,根据盒维数直接定义,提出δ-直角三角面积覆盖法,并通过Koch曲线验证。同时根据分形插值理论构造空间分形曲线,建立空间分形曲线的矢量模型。利用面积覆盖法分别对生成的空间分形曲线与其投影平面分形曲线计算分维。矢量分维值分量的不同反映空间分形曲线在各个方向上粗糙度的差异,从而造成各向异性,最终影响材料的力学特性,矢量分维的建立为进一步研究裂纹对岩石材料特性的影响提供了一个新方法。     

分形几何学在爆破块度统计中的应用

本文介绍了利用分形几何学的分维数表征岩石爆破破碎块度的统计意义,推导了分维数的求解方法。在实验室条件下采用浇注的混凝土试件代替岩石进行爆破实验,然后应用提出的方法进行了分维数计算。认为分维数是评价岩石爆破块度分布的理想指标,对预期岩石块度的爆破参数设计具有指导作用。     

分形与分维及其在工程地质中的应用展望

文中介绍了分形与分维的基本概念、理论、计算方法等,分析了自然界中的分形特征,在此基础上,对分维在工程地质中的应用做了展望。     

基于分形与模糊综合评价法的矿井突水危险性评价

选取恒源煤矿作为研究对象,通过分形理论中的分维值对矿井构造复杂程度进行定量评价,分析了构造复杂程度与矿井突水的耦合关系。运用模糊综合评判方法对恒源矿6煤底板突水进行危险性评价,对矿井底板突水的危险区域进行分区与预测。结果表明,矿井的总体构造较为复杂,全区的分维值达1.31,但构造复杂性具有明显的不均一性,分维值越大构造越复杂,突水点的分布就越集中紧密;6煤层底板大部分突水危险程度较高,较危险、危险类区域合计占47%,大部分突水点均分布在矿井中部的较危险～危险区域,与实际的情况基本相符。     

鹤壁四矿矿井涌水量的分形预测

介绍了分形理论中的时间序列(R/S)分析方法,讨论了赫斯特指数的理论意义和实际计算方法,并将其应用于矿井涌水量的分形预测。通过对井田涌水量时间序列的分形处理,根据极差、标准差的结构分维值的大小,对矿井涌水量的增量趋势作了分形预测。     

原子力显微镜测定力-距离曲线的原理和应用

介绍了用原子力显微镜测定力－距离曲线的基本原理以及应用于力－距离曲线的接触区和非接触区分析的基本理论，讨论了用AFM力－距离曲线测定范德华力、双电层力及非DLVO力，并对AFM力－距离曲线在不同领域的应用进行了概括和展望。     

落锤冲击破碎能耗试验分析

为加深对冲击破碎机理的认识,同时为模拟冲击破碎过程提供试验支撑,采用实验室设计的落锤装置对单个钨矿进行了冲击破碎试验。以破碎后质量粒级分布、平均粒径、粒度分维数及新增表面积为衡量指标,分析了试验过程中冲击破碎能量与破碎效果之间的关系,并基于前人研究基础,对表面分维数与粒度分维数进行了定量分析。结果表明:在不同冲击高度下,钨矿破碎后的质量粒级分布,在细粒级区,具有一定的线性关系;在粗料区,呈曲线关系;破碎后粒径具有分形特性,粒度分维数与冲击破碎能呈线性关系,与平均粒径具有某种函数关系。利用试验数据验证了破碎能耗分形理论中表面分维数与粒度分维数取值范围重合(D≈Ds)的正确性,表面分维数也可用于表征冲击破碎效果。     

钢结构的增量动力分析(IDA)方法与应用

基于性能的抗震设计理论和方法是各国结构工程专家近年来广泛讨论的课题。增量动力分析(IDA)方法是更加全面评估地震作用下结构性能的一种参数分析方法。介绍了增量动力分析方法的基本内容及实施步骤。对六层的钢框架结构进行了增量动力分析,并得到了IDA曲线。     

分形理论在岩体结构面方面的应用

介绍了分形理论、岩体结构面的基本概念,以及分形理论在岩石结构面方面的应用,探讨了用岩体结构面分布的分维数作为岩体质量评价的定量指标及分形理论在确定岩体地质结构面粗糙系数方面的应用,并简要讨论了目前研究存在的问题。     

排土场废石块度分布的分形特征

本文引用分形几何理论研究了排土场废石块度分布的分开几何特征，讨论了废石块度分布的分数维计算方法，利用实际矿山排土场的资料进行分数维的计算，并对排土场不同部位分数维值的特征及其变化规律进行了研究，建立了分数维同废石抗剪强度的相关关系。     

莱芜煤田东港井田19~#煤层断裂构造分形特征分析

利用分形理论对东港井田19#煤层断裂构造分形特征进行了研究。研究发现井田断裂构造分布具有良好的统计自相似性,用分形维数来描述可很好地反映断裂构造的发育程度、断裂构造分布范围和展布方向。通过对已采区断层构造分形特征的定量研究,对未采区的构造进行了预测,取得了较好的效果。     

基于分形理论的岩石断面表面形貌研究

通过岩石的三点弯曲试验与激光表面仪扫描试验获取岩石断面的三维坐标,基于分形维数计算的基本理论——表面覆盖法,探讨了大理岩与花岗岩两类岩石粗糙断面的分形特性。研究结果显示:分形维数与分形截距是描述粗糙断面性质的几何参数,分形维数揭示了表面粗糙度,分形截距表征了断面波形坡度,二者相得益彰。但是,维数对表面粗糙性的区分度小。     

节理岩体的分形损伤张量

论述了分形几何及计算分形维数的方法；讨论了利用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ法在计算机上生成岩体节理网络图的原理；提出了一种分形损伤张量，并通过算例讨论了这种张量的可行性。     

矿床品位分布的分形特征研究

应用分形几何理论探讨了某磷矿床品位分布的分形特片，阐述了其分维数的计算原理、方法和计算结果。计算表明，其分维值可用来指导地质勘探，也可作为矿床技术评价的一个重要参。该分形方法用于黄金矿床、有色金属矿也是适宜的。     

单轴压缩条件下饱水粉砂岩红外温度场的分形特征研究

为探寻单轴压缩下饱水粉砂岩破裂过程中的红外辐射特性,引入分形理论,通过盒维数法计算出饱水粉砂岩红外温度场的分形维数,结合方差对单轴压缩下饱水粉砂岩的分形特征进行分析。结果表明:红外温度场的分形维数不仅能够表征饱水粉砂岩变形过程中裂纹发育的几何特征,同时也体现了裂纹发育过程中的动力学特征;较方差而言,分形维数对岩石加载过程的红外温度场变化更为敏感;分形维数在弹性阶段以及表征饱水粉砂岩试样破裂的红外前兆方面刻画效果优于方差。     

基于R/S分析矿山铜污染分形预测

介绍了分形理论中的时间序列(R/S)分析方法,讨论了赫斯特(Hurst)指数的理论意义和实际计算方法,并将其应用于矿山重金属污染预测。通过对矿山铜污染时间序列的分形处理,对矿山铜污染的增减趋势进行了分形预测。     

基于分形理论的菱镁矿粉磨程度表征研究

为了研究菱镁矿粉磨程度的定量表征，以辽宁丹东地区菱镁矿为原料，进行了磨矿试验、粒度检测试验、磨矿细度试验，应用分形理论，建立了用于表征粉磨菱镁矿颗粒粒度分布的体分形维数数学关系。结果表明:体分形维数与磨矿细度呈非线性关系，当体分形维数均值达到极大值，即D₃=2.4662时，对应的磨矿细度为-0.074 mm含量81.6%，通过浮选试验发现此时浮选指标最好。该研究实现了菱镁矿粉磨程度的定量表征，建立了体分形维数与选矿浮选的联系。      

西山煤田不同变质程度煤孔隙结构分形特征及影响因素研究

为研究煤的多孔介质属性及其分形特征,以山西沁水盆地西山煤田为研究对象,采用扫描电镜(SEM)分析了煤表面孔隙结构特征。基于SEM图片,通过盒维数法计算得到了不同煤样表面孔隙分形维数,并分析了其影响因素。研究结果表明:煤表面具有显著的分形特征,分形理论能够较好地描述煤孔隙结构复杂程度;在本测试煤样中,不同煤样分形维数值在1.33～1.92范围内变化;变质程度、水分、埋深、坚固性系数(f值)对煤孔隙分形维数有显著影响,随Ro和埋深的增加煤体表面孔隙趋于复杂化,分形维数值不断增大;而水分和灰分的存在使得煤体表面变得相对光滑,能够减小分形维数值。分形维数是衡量煤孔隙复杂程度的有效参数,在煤矿现场瓦斯防治中,对于具有高分形维数的煤体,应该引起重视。这类煤体往往破坏程度较高,具有强吸附性,孔隙连通性差,瓦斯抽采困难,在煤炭开采过程中,容易导致煤与瓦斯突出、瓦斯涌出等灾害。