裂隙岩体结构面模拟技术研究

考虑了岩体裂隙表面的粗糙性、空间形态的复杂性和网络分布的随机性,根据分析对象的特点,利用概型分布法模拟单裂隙开度分布,分形几何理论模拟空间裂隙面形态及其开度分布,Monte-Carlo方法模拟二维裂隙网络并计算分维数,分形几何理论结合二维裂隙网络和三维裂隙面网络分形参数的关系,来模拟三维裂隙面网络,为裂隙岩体结构面的模拟起到引导作用。     

煤体裂隙尺度分布的分形研究

根据分形理论，提出了煤体表面裂隙迹线长度－条数分维Ｄ和网格尺度－裂隙视条数分维ｄ的测量方法及两种分维的线性相关性和互通性。通过对１１个不同变质煤层微观与宏观裂分维ｄ的测量，证明了煤体内裂隙尺度的分布具有自相似性，并且分维值随煤变质程度不同呈有规律性地变化。用实例说明了裂隙分布分形研究在定量表示煤岩体工程特性方面具有要意义。     

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。     

不同加卸载条件煤岩裂隙面形貌分形各向异性特征研究

为研究典型破坏形式下煤岩裂隙面分形各向异性特征及其尺寸效应,以复杂破坏荷载作用下煤岩裂隙面为研究对象,采用激光扫描、CATIA三维模型重构等研究手段,结合分形理论,对煤岩裂隙面的分形各向异性特征及尺寸效应展开研究。研究表明:针对裂隙截面迹线分维而言,复杂破坏路径下的迹线分维范围在1.0013~1.0096之间,最大值均出现在沿裂隙扩展方向30°~90°范围内;针对裂隙截面分维而言,复杂路径破坏裂隙面的分维最大值集中在120°~300°范围内;截取的正方形裂隙截面分形维数计算结果表明,当截面尺寸边长小于20 mm时,各典型破坏裂隙面分维波动幅度范围较大,但当所取区域边长大于20 mm时,分维逐渐趋于稳定,分析裂隙面分维时初步建议采用大于20 mm的截面尺寸。     

岩体质量的分形表征

岩体质量指标(RQD)是工程岩体性态评价的重要参考数之一。RQD为裂隙组数、裂隙数目、方位、间距及取样方向的函数。本文基于裂隙方位、间距、长度分布的随机模型,采用计算机模拟技术,获得任一实际工程方向上的裂隙网络形式,进而根据裂隙间距以及受裂隙定界的块体的统计自相似性,引入分形理论,分别建立RQD与分维D相关的实验模型。     

裂隙岩体裂隙网络渗流模拟研究

给出了裂隙岩体渗注以的几个基本定义。将岩体裂隙网络视为一个图，利用离散数学图论中图的矩阵表示法和单一裂隙渗流的立方定律，建立了裂隙岩体裂隙网络渗流模型，并将该模型用于实际边坡工程岩体裂隙渗流分析。     

近距离煤层群围岩碎裂特征与裂隙分布关系

六家煤矿近距离煤层群裂隙网络发育,为了防止顶板及层内裂隙导水、邻空面瓦斯超限与煤体自然发火等隐患,基于分形理论,以巴西劈裂试验和现场窥视统计试验为研究手段,探讨了岩体碎裂尺度及均匀度对裂隙分形特征的影响。研究表明：劈裂块度分维值越接近2,则破裂后碎块尺度越均匀,表现为存在一条主裂隙将试样大致均分且裂隙面较平整;劈裂块度分维值与2相差越大,碎块尺度差距越悬殊,裂隙面越粗糙。劈裂块度分维值与裂隙分维值之间符合抛物线分布,劈裂块度分维值越接近2,则裂隙分维值越大,表明劈裂块体尺度越接近,岩层内裂隙条数越少、裂隙环越平整且与层面夹角越小;劈裂块度分维值与2相差越大,则裂隙分维值越小,表明劈裂块体尺度相差越悬殊,裂隙条数越多、裂隙面越粗糙且裂隙方位无规律。裂隙分布规律与劈裂碎块尺度大小无关,与碎块尺度均匀性密切相关。     

裂隙岩体裂隙网络渗流模型研究

给出了裂隙岩体渗流的几个基本定义。将岩体裂隙网络视为一个图，利用离散数学图论中图的矩阵表示法和单一裂隙渗流的立方定律，建立了裂隙岩体裂隙网络渗流模型，并将该模型用于实际边坡工程岩体裂隙渗流分析     

煤层孔隙裂系统的分形规律研究

煤层孔隙、裂隙分布符合分形规律，本文从分形几何学角度出发，通过对煤层孔隙、裂隙模型分维值的计算，实现了煤层孔隙、裂隙的定量描述，为研究煤岩物理结构及与之相关的一些问题提供了一条新的有效途径。     

放顶煤开采巷道裂隙的分形研究

针对放顶煤开采工程尺度下巷道裂隙分布，利用测度法量测裂的间距和长度，结果表明：巷道裂隙的间距和长 布都符合分形规律，两的分维数并不相互独立，具有很强的相关性，它不仅可作为裂隙数量分布的定量指标。     

基于分形理论的岩体质量评价初探

针对岩石质量指标RQD在评价岩体质量中存在的问题 ,该文介绍了一种利用分形来研究岩体中裂隙分布的方法。研究表明分形可作为RQD在评价岩体质量时的一个有益补充     

磷石膏充填体强度GA-BP神经网络预测模型

在测试磷石膏充填材料物理化学性能的基础上, 测定了不同配比充填体的强度, 用分形理论揭示了磷石膏充填体强度特征。研究表明, 磷石膏充填体强度与水泥含量、料浆浓度、粒径分形维数、孔隙分形维数及分维数相关率相关。根据充填体强度影响因素, 建立了磷石膏加粉煤灰作为充填料的充填体强度预测的BP神经网络模型。同时利用遗传算法优化BP神经网络的学习过程, 验算结果显示, GA-BP神经网络模型预测误差在4%以内, 具有较高的预测精度。     

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．     

采动覆岩裂隙演化规律的定量描述

对采动覆岩裂隙的定量描述一直是困扰采矿工程的科学问题。通过室内相似材料模拟实验,对综放工作面覆岩裂隙破坏过程进行了监测,并根据采动覆岩裂隙的发育过程在时间及空间的数字成像,提出了应用"双重分形"理论揭示采场覆岩裂隙的萌生、扩展、贯通的过程,获得了采动条件下覆岩裂隙时空演化的定量描述方法。     

变隙宽裂隙的渗流分析

以隙宽均一单裂隙水流的立方定律及流体力学的基本方程为基础,对隙宽不均一单裂隙渗流模型进行了分析,得出了隙宽不均一单裂隙渗流量等效的等效隙宽公路;并将此公式应用于岩体裂隙网络渗透模型分析中,检验了等效隙宽公式的有效性。     

导流孔周水平方向孔隙水压力分布规律

掌握导流孔周孔隙水压力分布规律对计算原地浸矿母液回收率具有重要意义。假设水沿水平方向流入导流孔的通道为普遍存在的2分叉分形树状网络结构,基于Hagen-Poiseuille方程,提出导流孔周水平方向孔隙水压力分布计算公式。室内模型试验结果表明,采用2分叉分形树状网络结构描述水流入导流孔的渗流通道是有效的;随初始水头增加,描述树状分叉网络的各级圆管长度比逐渐增加,且增加幅度越来越小,但是各级圆管的直径比和初级母管长度逐渐减小,并渐趋稳定,各级圆管的直径比稳定值为0.84。     

分形理论在勘查地球化学中的应用

本文简述了分形学中的两种算法在勘查地球化学中求异常值时的应用，并与常规方法相比较，与实际地质资料相结合，表明分形方法所求出的异常能够快速准确划分出异常区域，并且没有遗漏目前的所发现的矿床和矿化区域。     

基于混沌神经网络的图像压缩算法

用神经网络实现图像压缩是1种十分有效的方法,文中提出1种混沌神经网络压缩图像的算法。应用混沌系统生成的混沌二进制序列,对图像进行分形压缩。算法充分利用了混沌理论和神经网络的特点和优点。算法采用matlab语言进行仿真实现了对图像的压缩,仿真实验结果表明,该算法有实用性和有效性,同时提高了图像压缩系统的压缩比和压缩速度,最终提高了重构图像的质量。     

基于分形盒维数和小波包能量矩的垮落煤岩性状识别

针对综放工作面垮落煤岩性状识别的技术问题,采集了综放开采现场垮落煤岩冲击液压支架后尾梁的振动信号,提出了一种基于分形盒维数和小波包能量矩的识别方法。该方法结合分形盒维数对非线性信号整体定量描述的特点和小波包能量矩对非线性信号在各频带精细描述的特点,先对振动信号进行分形特征分析,求出其盒维数,然后对振动信号进行小波包变换,并计算各频带的能量矩。以分形盒维数和小波包能量矩构造特征向量,并作为BP神经网络的输入来识别顶煤垮落和顶板岩石垮落两种工况。试验结果表明:分形盒维数和小波包能量矩构造的特征向量可用于识别垮落煤岩,识别率达到95%。