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。     

分形理论在岩体质量评价中的研究

准确进行岩体质量评价对矿石开采具有重要意义。以蚕庄金矿为工程背景,通过ShapeMetrix 3D进行节理扫描,合成节理产状分布图,并采用分形理论对节理分布规律进行研究,推导出能够反映岩体质量评价的分形维数D,从而得出岩体的结构面具有自相似性。结合现有分级方法的分级结果,与分形维数D拟合,得出其拟合关系均具有较强的线性关系,当分形维数D越小,岩体的稳定性越强,其中Q系统分级结果与分形维数D的拟合程度最高,RQD分级结果与分形维数D的拟合程度最低。研究表明,当分形维数小于1.5时岩体质量较好,分形维数大于1.5时岩体质量一般。因此,采用分形维数判断岩体质量具有较强的实用性,能够成为岩体质量分级的一种定量方法,对矿山岩体稳定性分析具有指导作用。     

氧在散体煤中的分形反应动力学研究

定义了散体煤的概念,分析了散体煤的结构,应用分形几何理论,分析了氧气在分形散煤体中的运移规律,推导了散体煤粒度分布维数、孔隙分形维数和粒度与孔隙分维的关系表达式.引入分形概率密度的概念,建立了氧气在散体煤中的分形扩散方程和散体煤颗粒分形表面氧气吸附速率方程.     

分形在工业设计中的应用

严格来说,分形属于数学理论范畴的概念,与其所对应的是欧式几何,由递归和迭代生成的分形主要的适用范围是较为复杂的物体。介绍了分形在工业设计中的应用,利用实例进行了设计分析。     

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.     

分形几何在岩土工程中的应用

分形几何主要研究自然界不确定性的因素.水电工程与岩石、土及混凝土材料紧密联系,而土与岩石中存在大量分布不规则的裂隙或孔隙,因此,分形理论用于研究岩土工程具有一定的价值.     

分形在煤粉燃烧中的研究进展

分析比较了近年来测定煤粉分形维数的方法及研究进展,详细讨论了计算煤粉分形维数常用的4种表面测试技术、适用条件及对应的计算方法.结果表明,用不同测试方法获得的数据计算得到的结果并不完全一致.比较发现：表面分形维数与测试方法间存在很大的相关性,只有选择正确的测试方法,才能将煤的表面特性与煤的燃烧过程有机并准确地结合,从而获得突破性成果.煤粉燃烧的分形结果表明：煤燃烧过程是一个表面分维增加的过程,说明煤的燃烧是在一个立体的网络结构内外同时反应,因此煤燃烧反应动力学应当考虑煤粉表面分形结构的特征.     

分形理论在岩土工程中的应用

分形理论从确立至今已有20多年,将分形理论应用于解决岩土工程问题已逐渐完善.归纳了分形理论研究的几种常用方法,总结了前人在相关领域的研究成果,并对其在岩土工程问题研究中的土的微结构分形、节理表面的分维、分维和岩石质量系数(RQD)间的关系、分形损伤以及分形断裂等方面的应用作了详细阐述.     

基于分形插值金属裂纹扩展曲线的拟合研究

利用分形插值原理对金属裂纹扩展曲线进行拟合,分形插值是对复杂空间的一种逼近手段,它能更精细地描述处理对象。也就是说,只要通过一些已知点,即可插出具有分形性质的复杂图形,分形插位运算是在构造的选代函数系(IFS)中逐步进行的,用分形原理求出的描述其特征的函数的这种方法处理数据更精确,易于计算机实现等优点。     

分形几何在岩土工程中的应用

分形几何是近代提出的一个新概念,主要研究自然界不确定性的因素,在各行各业得到广泛关注.水电工程多与岩石、土及混凝土材料紧密联系,而土与岩石中存在大量分布不规则的裂隙或孔隙.针对上述原因,利用分形理论研究岩土工程,具有一定的意义.     

地下厂房围岩变形的分形特性研究

依据地下厂房围岩各点位移在时域上的变化特征,剖析了围岩各点变形的分形特性,探讨了分形维数的变化规律与趋势。研究发现,仪器各测点的位移时域曲线分形维数的极大值均出现在被裂缝穿越的厂(横)0+115.60断面上,究其原因,是该断面相对其他部位存在更多引发围岩变形的因素,导致所测位移时间曲线的不规则程度增大,使其存在更多精细结构,因而量测出的维数将更大。位移时间曲线维数达到极大值极有可能是仪器埋设处围岩开裂的迹象与先兆,这可作为围岩开裂与否的判据。     

岩体裂隙的分形研究

利用分形理论对岩体裂隙进行研究。通过具体实例计算得到的结果验证了分维值D可以用来作为描述裂隙发育程度的一个指标，并单独分析了岩体裂隙分维值D与一定面积内裂隙累计长度L之间的关系，给出了计算裂隙分布图像分维值的公式。     

矿山事故时序分形特征研究

矿山属于高危行业，其事故致因和演化机理十分复杂，分形理论为解决复杂性问题提供了可能。通过对我国近年来矿山行业事故时序进行研究发现，矿山事故时间序列具有明显的分形特征，其饱和关联维数为6.390，说明要恰当描述其变化特征进行动力系统建模至少需要6~7个状态变量；该时间序列的Kolmogorov熵近似为0.058 6，说明该混沌动力系统的平均可预测时间尺度为17个月。该研究结果可为建立矿山事故的时序预测预报模型提供依据。     

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。     

表面活性剂抑尘性能的实验研究

表面活性剂作为改善防尘用水湿润性能的有效方法之一,广泛应用于煤矿粉尘治理工作中。通过对相同条件下不同表面活性剂及复配试剂进行接触角、表面张力测定实验,分析了其各自的湿润性能,得出复配试剂B、BS-12、快渗T、APG的湿润性能较好,且复配溶液的湿润性增益与否同表面活性剂单体的自身物理化学性质有较大关系。     

基于分形几何理论的岩体结构面分布特征研究

基于分形理论和现场岩体结构面调查，对岩体结构面进行了统计分析，网络模拟和分形维数计算，探讨了分形维数据和结构面分布密度程度之间的关系，并将分形维数应用于矿山工程岩体的质量评价。     

富钴结壳截割粒度分布分形规律的研究

应用分形理论研究螺旋切削采集法截割富钴结壳粒度分布规律,结果表明,其粒度分布具有很好的分形结构,可以用分形维数定量描述。通过大量试验,初步测定截割破碎富钴结壳及其模拟料粒度分布的分形维数在2．4236～2．6112之间,提出了切削深度与粒度分布关系的回归模型,用于预测截割破碎富钴结壳的情况,对于深海采矿系统的设计具有重要意义。     

自燃煤层逾渗漏风裂隙的分形特征研究

探讨了煤层巷道巷旁煤柱及采空区冒落浮煤逾渗漏风裂隙的分形特征,并对东滩煤矿某工作面煤层巷道构造位置逾渗漏风裂隙的形成与扩展情况进行了分析和讨论。     

风化层土的粒度分形与固结性关系研究

为预测评价采动影响下风化土层的隔水性与工程地质性质变化,本研究探讨了粒度分维与固结性的关系。通过分形理论计算司家营铁矿震旦系石英砂岩风化残积土的10个样品的粒度分维值,回归分析孔隙比、孔隙度、粒度分维、细粒含量与压缩系数的相关性。计算得到司家营铁矿区石英砂岩风化残积土分维值在2.603 68～2.733 76之间。利用MATLAB中的Curve Fitting Tool得到分维值、细粒含量与压缩系数之间的二元二次回归关系式,粒度分维对土的固结性具有一定的指示意义。