岩石冲击断裂的损伤与分形效应

利用损伤的概念，建立起岩石冲击断裂能及释放能与损伤的关系，并借助于分形几何对冲击断裂的机理作了进一步探讨。     

外部荷载作用下混凝土构件表面裂缝发展的分形特性研究

通过混凝土四点弯曲梁的物理实验，验证了混凝土梁表面裂缝具有明显的统计意义上的分形特性，表明了采用分形手段研究混凝土表面裂缝的可行性。采用分形手段来研究混凝土构件表面裂缝的发展情况，并得出了梁表面裂缝的分形维数与梁跨中挠度存在明确的定量关系。将分形理论应用于描述混凝土裂缝的发展情况，为混凝土结构的设计和维护提供了理论依据。     

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。     

外部荷载作用下混凝土构件表面裂缝发展的分形特性研究

通过混凝土四点弯曲梁的物理实验,验证了混凝土梁表面裂缝具有明显的统计意义上的分形特性,表明了采用分形手段研究混凝土表面裂缝的可行性.采用分形手段来研究混凝土构件表面裂缝的发展情况,并得出了梁表面裂缝的分形维数与梁跨中挠度存在明确的定量关系.将分形理论应用于描述混凝土裂缝的发展情况,为混凝土结构的设计和维护提供了理论依据.     

顶板岩体周期性损伤及其分形研究

利用分形维数和损伤因子描述了工作面顶板周期来压现象，为采场矿压的预测预报提供了新的方法，并分析顶板岩体损伤与分形几何的关系。     

再生混凝土梁表面裂缝扩展的分形特征

通过3根不同级配的再生粗骨料混凝土简支梁在集中荷载作用下受弯性能的试验,采用分形理论,对其表面的裂缝的扩展及分布特征进行分析。研究表明:试验梁的表面裂缝具有分形的相似性特征,不同级配的再生粗骨料对再生混凝土试验梁表面裂缝的分形维数显著的影响,且分形维数与荷载间存在较好的线性关系,故可用分形维数表征试验梁的损伤程度。     

铜陵矿集区断裂分形与多重分形特征

铜陵矿集区是我国重要的有色金属生产基地,断裂构造控制了区域岩浆侵入和成矿作用,为了定量表征区域断裂的复杂度及其对成矿的贡献,分别采用了计盒维数法和多重分形谱计算了全区和4个子区域的断裂分形参数。结果表明,研究区的断裂在0.1~3 km的尺度内具有良好的自相似性,盒维数为1.29。4个子区域多重分形谱宽Δα的大小排序为I区II区III区IV区,Δα的大小关系与区域实际成矿有利度的强弱关系高度吻合。断裂的多重分形谱宽Δα可作为区域成矿预测的一个量化指标,本区形成大规模铜多金属矿化的断裂临界Δα应在1.35左右。     

爆炸作用下介质损伤破坏的分形研究

根据盒维数的计算原理,提出了爆炸载荷下爆生裂纹分形维数的计算方法,并建立了分形维数与爆破损伤度之间的对应关系。利用Matlab软件编写了基于数字图像的爆生裂纹盒维数算法。利用该算法对普通药包和切缝药包两种爆破方式下爆生裂纹的分形特征进行了分析,确定了炮孔周围不同区域的损伤度。结果表明,在普通药包爆破中,随着爆生裂纹的扩展,爆破引起介质的损伤逐渐降低,在炮孔相同距离处,介质的爆破损伤度基本一致。在切缝药包爆破中,爆破介质的损伤度有区域性和方向性特征,在爆生裂纹I区,沿切缝方向产生的爆破损伤较普通药包爆破时相应区域的损伤程度略有降低,且切缝方向的损伤度下降更为显著;对于爆生裂纹II区,沿切缝方向产生的爆破损伤高于普通药包爆破时相应区域的损伤度,而非切缝方向的爆破损伤有明显下降;对于爆生裂纹III区,沿切缝方向产生的爆破损伤明显增加,相应非切缝方向产生的爆破损伤显著降低。基于分形维数的爆破损伤度计算,可用于定量评价爆生裂纹的空间分布特征,为研究岩石爆破损伤的演化规律提供了一条新的途经。     

钢筋混凝土梁断裂裂纹扩展路径的分形研究

借助于钢筋混凝土梁四点弯曲试验,基于前人研究的基础上,采用分形、断裂损伤力学理论对钢筋混凝土梁损伤开裂及裂纹扩展路径进行了定量分析及描述。由研究表明,分形几何很好地把混凝土构件裂缝与损伤断裂能联系起来,混凝土材料的脆性断裂裂纹演化可以用构件表面裂缝的分形维数来表征,并提出混凝土裂纹的锯齿形分形扩展模型。     

混凝土损伤模型及断裂判据

以混凝土单轴拉压损伤为基础,给出了单元弹性损伤本构关系,分析了裂纹尖端损伤微裂区尺寸,定义了有效应力强度因子,推出了混凝土Ⅲ型裂纹在载荷作用下裂纹附近的损伤场,给出了Ⅲ型裂纹损伤断裂判据.     

地质断裂面分形性研究

通过现场勘察发现，地质断裂面的几何形态表现为粗糙起伏的不规则性质，这种性质可以用分形几何学描述。以阜新矿区刘家沟Ｆ１号地质断裂露头为窗口，研究断裂面的分形性质，研究表明，断裂面具有各向异性分形特征。     

辉长岩断裂面损伤度与断裂韧度的关系

利用ＣａｍｂｒｉｄｇｅＱｕａｎｔｉｍｅｎｔｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ９００图像分析仪，对不同加载率ｋ（＝１００～１０６ＭＰａｍ１／２ｓ－１）条件下断裂的辉长岩短棒试件断裂面附近的损伤度（单位测量面积内裂纹所占面积百分比）进行了测量。结果表明，在静态或准静态加载条件下，辉长岩的损伤度近似于一个常数，但在动态（冲击）加载时（ｋ≥１０５ＭＰａｍ１／２ｓ－１），损伤度随ｋ的增加而增加。这一结果与辉长岩断裂韧度随ｋ的变化规律一致。根据所得结果，发现辉长岩断裂韧度与断裂面损伤度有着良好的线性关系。     

岩石断裂韧度的加载率效应的分形研究

本文对不同加载率（Ｋ＝ｌ０￣０～１０￣６ＭＰａｍ￣（１／２）ｓ￣（－１））条件下断裂的辉长岩短棒试件的断裂面进行了分维测量。结果表明，在静态或准静态加载条件下的断裂面分维数近似为一个常数，但在动态（冲击）加载时，分维数随着加载率的增加而明显增加。这与辉长岩断裂韧度随加载率的变化规律一致。由比发现辉长宕断裂韧度与断裂面分继数有良好的指数函数关系。这说明通过辉长岩断裂面的分维数测量与分析，有可能直接获得断裂韧度值以及断裂时经受的加载率等数据。     

煤矿断层网络复杂程度的分维描述

煤矿中的断层网络是一种具有分形结构的复杂系统．其复杂程度可以用分维来描述．用分维作为评价指标，对大屯矿区和峰峰矿区３对矿井的断层网络的复杂程度进行了初步评价．结果表明，分维指标能够合理、准确地反映断层网络的复杂程度．     

焦作矿区突出分形区划研究

以焦作煤田为研究对象，应用分形几何学理论和方法对地质构造描述及其与煤与瓦斯突出区域分布的关系问题进行了研究，确定了煤田中构造网络的分形特征，探讨了其分维特征与突出分布间的关系，为突出区带的划分提供了新的研究思路     

套筒致裂法检测混凝土强度应用于地面结构的探讨

介绍了一种矿山地下结构及围岩应力的测试方法－套筒致裂法，阐述了这种方法的原理和测试手段，探讨了把该方法应用于地面结构中检测混凝土强度的理论依据。     

灾变时井下大气的分形特征

利用分形理论研究灾变时矿井风流的变化规律，介绍了其分数维计算方法，得到了灾变时期井一大气各成分关联维数的动态曲线。研究发现：灾变初期各大气成分的分形维烽变化趋势不同，火灾时期具有分形自相似性，火灾熄灭时出现明显的降维现象。     

顶板砂岩分维与其力学性质的相关性研究

应用分形几何学原理和方法，测试分析了大同矿区煤层顶板岩石结构，初步得出碎屑岩粒度、孔隙的分形特征岩石结构的分形维数与抗压强度有很好的相关性，用岩石结构的分形维数认识分析煤层顶板岩石力学性质是一种有效的方法     

岩体断裂面渗流特性的分形研究

应用分形理论，建立了描述岩石断裂面的自仿射随机分形理论模型，根据该模型探讨了单一裂隙渗流水力参数与自仿身分形维数之间的关系，对影响断裂面渗流特性的诸因素进行了分析，研究表明，分形维数作为定量刻划断裂面的参数亦可用于定量描述断裂面的水力参数。