时空观的某些新发展和相对一绝对时空理论

首先简述中外时空思想,牛顿的经典时空理论,法拉第的场和相对论的时空观,由此引入相对一绝对时空理论．然后结合已知理论,主要讨论了时空观的某些新的发展前沿和可能的发展方向：空间及时间的对称性及其破缺,时空量子化,泛相对论和泛时空理论,量子纠缠态,时间箭头,分维、复数维时空及其高维时间等,     

颗粒特性对第三系弱胶结砾岩抗剪强度的影响

第三系弱胶结砾岩是一种介于土与岩石之间的特殊岩土材料,成岩程度低,自稳能力差,颗粒级配特征和胶结程度对岩石工程特性的影响显著.以蒙华铁路中条山隧道出口侧第三系弱胶结砾岩为对象,通过对天然原状试样和重塑试样的筛分试验、颗粒粒径分形特征分析以及大型直剪试验,对砾岩的分形特征和胶结程度与抗剪强度之间的关系进行了分析.结果表明:第三系弱胶结砾岩一般以粒径值1.0 mm为界具有二重分维特性,且细粒分维值普遍小于粗粒分维值,表明砾岩在组成上呈现出细粒质量分数相对较多的特征,而具有一重分维的砾岩具有最优级配和最高抗剪强度;根据胶结程度不同,第三系弱胶结砾岩可分为弱胶结与极弱胶结,极弱胶结砾岩粘聚力极小可以忽略,其强度特征与无黏性土类似;在相同胶结程度情况下,分维数与第三系弱胶结砾岩内摩擦角正切值存在负指数关系;胶结程度是影响第三系弱胶结砾岩抗剪强度的重要因素,颗粒级配相同情况下极弱胶结砾岩的抗剪强度和内摩擦角仅为弱胶结砾岩的33.46%～40.85%和58.64%.     

粒度分布函数的分形表示

从分形的概念出发，导出了颗粒系统的分形粒度分布方程式，证明了几种常用的粒度分布函数是分形的，并结合破碎模型讨论了分布分维Ｄ的涵义及取值范围．     

纤维混凝土试件拉伸损伤分析

对拉伸试验试件的破裂面表面裂缝形态进行了分析,知其具有相似性,并计算了分维数.对比试件的抗拉强度发现,分维数高的试件,其强度也高.这说明纤维混凝土的裂缝只能绕过纤维或把纤维拉断来继续发展,这就需要消耗巨大的能量来克服纤维对裂缝发展的限制作用.纤维的体积含量越大、纤维越长,这种限制作用越强,形成的破裂面越复杂,分维数也越高,强度也越高.     

论我国特殊土粒度分布的分形结构

本文根据分形几何学理论,研究了我国黄土、膨胀土、红土三类特殊土的粒度成分特征,发现在双对数坐标下粒度含量与粒径之间呈直线关系,表明粒度分布具分形结构。根据该直线的斜率b,由公式D=3-b可求得相应的分维。计算结果表明,三类特殊土的分维界于2～3之间,且红土的分维大于膨胀土,黄土最小。分维是描述该系统的一个序参量,其大小反映了作为自组织系统的土体的本质特征,分维大,自组织程度高,土体演化处于高级阶段。本文还讨论了分维与分选程度、孔隙特征及结构特征的关系。在此基础上,指出分维是描述粘性土粒度特征,进行粘性土工程分类的一个合适的指标。     

岩石破坏声发射强度分形特征研究

通过对岩石单轴受压破坏全过程的声发射实验,建立了岩石破坏声发射强度分维模型,研究了岩石破坏全过程各个应力水平声发射分形特征以及分形维值随实验时间的变化规律。研究结果表明:加载初期岩石试件声发射强度分形维值变化不稳定,分形维值的大小变化有反复,但从分形维值总的变化趋势来看,这一阶段的分形维值还是处于较大水平;加载中后期声发射强度分形维值出现较强的规律性,其值逐渐由大变小,试件破坏前的分形维值最小。由于实际应用中最小分形维值点(临界值点)难以确定,故提出将岩石破坏前声发射强度分形维值的持续降维作为岩石破坏的前兆特征,从而对利用声发射参数进行岩体稳定性现场监测预报提供理论依据、方法和手段。     

雨水管网的分形研究

概述了雨水管网的分形特性，即管网的部分管段在某种程度上包含了整个管网的信息，与整个管网存在统计自相似性。提出了雨水管网分形算法，并对北京市周边的一些小区或村镇的雨水管网分维数进行了计算。同时，借鉴河流分形研究成果，提出雨水管网存在最优平面布置。     

煤体的渗透性与裂隙分维的关系

通过研究煤体的渗透性与裂隙的分型规律，揭示了煤体的裂隙发育程度与分形维数的关系，得出煤体渗透性与裂隙分维关系式及煤体渗透性随体积应力、水压、分形锥数、强度的定量变化规律，对工程实际具有重要的指导意义。     

综放采场顶煤压裂机理的实验研究

采动岩体裂隙演化规律的定量描述是岩石力学的重要课题之一。通过模拟支承压力对硬煤、软煤和中硬煤300 mm×300 mm×300 mm大煤样的压裂过程,运用分形几何理论研究了顶煤在支承压力峰值前后作用下裂隙的演化规律。研究结果表明,裂隙分维和支承压力具有良好的多项式定量关系。同时得出了基于损伤力学的顶煤压裂本构方程,为综放开采数值分析、工艺及参数选择提供了科学依据。     

怎样正确对待分形、分维技术?

分形、分维技术是一种研究复杂对象的良好工具,已引起了人们的重视。但由于一些人对这个新的数学工具的实质认识得不够清楚,出现了一些偏向,例如有的人想用它来解决过去复杂油层开发过程中的微观现象（即非均质性问题）、有的人用分线数来找油、找气以及预测裂缝发育带,甚至用分形提高地震勘探的分辨率？笔者认为,对上述这些问题应该重新加以考核,注意不要夸大其解决问题的能力。一个分形集是由其自身性质决定的,并非任何复杂对象都具有分形性质,不了解这一点,就会陷入误区。