节理面粗糙度系数与分形维数的关系

讨论了估算节理面粗糙度的若干分析方法，论述了节理面的分形性质，从三个不同的方面探讨了粗糙度系数与分形维数的关系。     

节理面粗糙度系数与分形维数的关系

讨论了估算节理面粗糙度的若干分析方法，论述了节理面的分形性质，从三个不同的方面探讨了粗糙度系数与分形维数的关系     

岩石节理面剪切流变的试验研究

通过对龙滩水电站岩石节理样本进行快剪和剪切流变试验的比较研究，分析了节理面流变对剪切强度的影响及剪切蠕变机理，确定了节理面的长期抗剪强度，并从岩石理论模型出发，对试验数据进行了回归分析，建立了不同正应力作用下的剪切蠕变经验公式，以便于了解岩石材料在给定条件下的蠕变特性。     

岩石节理剪切强度研究

利用断裂力学理论分析了纯剪切应力状态和双向压应力状态作用下节理模型的断裂机制。在已有的数值模拟和实验基础上,通过引入分形维数,推导了粗糙节理的摩尔-库仑剪切强度的改进公式。该公式的分析结果显示,节理尺度相对于岩体尺寸越大,节理的抗剪强度就越低,并且节理的抗剪切强度与分形维数的关系是一种非线性增长关系。     

节理岩体粗糙度吸引子盒子维数的研究方法

论述了节理岩体粗糙度吸引子盒子维数的研究方法，从数学理论上推导了盒子维数Ｄ的正确性和唯一性，作为验证，考查了分形随机布朗运动，获得了较为理想的结果，为了使Ｊｒｃ值定量化，本文利用多项式回归分析，得到了Ｊｒｃ与分维数Ｄ之间的经验公式，并在Ｂａｒｔｏｎ提出的典型制面线中得到了检验。因而，可以说盒子维数研究方法是研究节理岩体粗糙度的一种较好的方法。     

岩石节理压剪破坏的数值分析

基于分形几何理论，采用Weiemtrass-Mandelbrot函数生成不同分维的分形曲线模拟岩石节理不同的粗糙度。运用ANSYS软件对分形节理在压剪荷栽作用下的应力场及位移场进行了数值模拟，分析了节理主应力及位移与分形维数的关系，在此基础上讨论了节理的分形维数对节理破坏失稳的影响。数值分析结果与已有的实验结果相吻合。     

节理粗糙度系数的模糊分析

首先分析了岩石节理的力学特性，简要介绍了确定节理粗糙度系数的几种方法，指出了这些方法中存在的一些问题。提出了以施密特锤平均回弹数、节理壁平均抗压强度、节理开度、节理面平均粗糙幅度等为基本因素，用模糊数学确定节理粗糙度系数的方法。该方法简单、可行。     

节理粗糙度系数的模糊分析

首先分析了岩石节理的力学特性，简要介绍了确定节理粗糙度系数的几种方法，指出了这些方法中存在的一些问题．提出了以施密特锤平均回弹数、节理壁平均抗压强度、节理开度、节理面平均粗糙幅度等为基本因素，用模糊数学确定节理粗糙度系数的方法．该方法简单、可行．     

裂隙分布的分形特征与岩石强度的相关性研究

依据分形几何学的基本观点对岩石中的裂隙分布进行了观测研究，提出了描述裂隙分布规律的分形维数Ｄ及度量裂隙发育程度的指数Ｑ、Ｋ，并建立了裂隙发育指数与岩石单轴抗压强度之间的相关规律     

剪切速率对岩石节理强度特性的影响

不同剪切速率下岩体结构面的力学特性研究是进行岩质边坡动力反应分析的重要前提。基于Barton峰值抗剪强度理论和均方根一阶导数值法的节理粗糙度系数计算方法,对前人研究中关于定法向应力条件下不同剪切速率的岩石节理峰值抗剪强度的室内直剪试验结果进行整理与计算,探究剪切速率对岩石节理总摩擦角的影响规律,提出与速率相关的岩石节理峰值抗剪强度经验公式。结果表明:当剪切速率在0~0.8 mm·s^-1范围内时,岩石节理试样的总摩擦角随剪切速率的变化呈现负对数变化规律;对于均质性和各向同性较强的岩石节理随剪切速率的增大,总摩擦角呈现减小趋势,对于非均质性和各向异性较强的岩石节理随剪切速率的增大,总摩擦角呈现增大趋势,且后者总摩擦角增大幅度小于前者的减小幅度;岩石节理的物性和微观几何形态对总摩擦角随剪切速率的增加而变化的影响较大,节理面的物性主要影响总摩擦角随剪切速率增加呈现增大或减小的变化趋势,节理面的微观几何形态主要影响总摩擦角随剪切速率的变化幅值。     

New criterion for rock joints based on three-dimensional roughness parameters

The shear behavior of rock joints is important in solving practical problems of rock mechanics. Three group rock joints with different morphologies are made by cement mortar material and a series of CNL（constant normal loading） shear tests are performed. The influences of the applied normal stress and joint morphology to its shear strength are analyzed. According to the experimental results, the peak dilatancy angle of rock joint decreases with increasing normal stress, but increases with increasing roughness. The shear strength increases with the increasing normal stress and the roughness of rock joint. It is observed that the modes of failure of asperities are tensile, pure shear, or a combination of both. It is suggested that the three-dimensional roughness parameters and the tensile strength are the appropriate parameter for describing the shear strength criterion. A new peak shear criterion is proposed which can be used to predict peak shear strength of rock joints. All the used parameters can be easily obtained by performing tests.     

基于Boosting-决策树C5.0的岩体结构面粗糙度预测

针对目前岩体结构面粗糙度系数（JRC）定量评价模型构建困难且预测精度较低的问题,搜集包括10条Barton标准剖面线在内的112条岩体结构面JRC,统计各剖面线的8种形态参数. 采用主成分分析降维处理形态参数,共得到5个主成分. 以前102组剖面线参数作为训练样本,采用Boosting-决策树C5.0算法构建模型,以10条Barton标准剖面线验证模型精度. 对比决策树C5.0模型、CHAID决策树模型、支持向量机（SVM）模型、类神经网络模型,分析各模型预测效果. 结果表明,Boosting-决策树C5.0模型的预测结果平均误差、均方根误差均最小. 建立的显式JRC预测模型,包含8层共计68节点的判别阈值.     

分形维数在城市发展综合实力分析中的应用

在城市发展综合实力评价的研究中,求权重的方法多种多样.在分析部分主要方法的优点和不足的基础上,提出用分形维数求权重的方法,并结合东北地区90个城市发展的综合实力的排序分析,阐述利用分形维数求权重的方法在判断城市综合实力中应用的具体步骤.与传统求权重的方法相比,该方法能更客观地反映评判对象的差异.     

孔隙分形修正的混凝土中氯离子扩散系数

在已有的氯离子扩散理论和孔隙分形理论的基础上,提出小孔的孔轴线分形维数表征氯离子扩散的曲折度、大孔的孔表面分形维数修正孔隙率,并推导得到基于孔隙分形修正的氯离子扩散系数模型。通过分析龄期为14 d和28 d不同配比混凝土的基于孔隙分形的氯离子扩散系数模型的计算结果和快速氯离子扩散试验(ASTM C1202)电通量,发现两者之间有良好的线性关系。采用基于孔隙分形修正的氯离子扩散系数代入Fick第二定律的解析解,对试验后各组混凝土中不同扩散深度的氯离子浓度进行拟合,计算结果与实测值吻合情况较好。     

分形维数在发动机故障诊断中的具体应用

从应用实际出发,运用分形几何的关联,Hausdorff、计盒维数的理论和方法,找出一种求分维数的切实可行、简捷实用的方法,从而研究实施并讨论了在发动机故障诊断中运用分形理论的问题,并且对几个振动故障信号进行了较为具体的分析.     

Numerical simulation on bolted rock joint shearing performance

A Double Shear Model(DSM)was used in a numerical simulation on bolted rock joint shearing performance.An entire bolt deformed as the letter"U"under a shear load between two joints.Near the bolt-joint intersection,the bolt partly deformed as the letter"Z".There were two critical points along the bolt: one was at the bolt-joint intersection with zero bending moment and the other at the maximum bending moment(plastic hinge)with zero shear stress.The blocks on two sides slid along the bolt as it deformed.A separation area was found between the two joint contact surfaces of the middle rock block and sided block.This area of separation was related to bolt diameter and external forces.We assume that this area is related to the work of external forces.Further research is needed.     

节理形态及吻合度对应力波传播影响试验

为探讨节理形态及其吻合程度对应力波传播的影响,分析不同节理吻合系数JMC及其几何分布对节理的动态力学特性和应力波衰减规律的影响,试验采用水泥砂浆材料制备圆柱体试样模拟岩石试样,通过将圆柱体一端面分割为不同数量的扇形凹面来量化描述节理分布形态,同时对两个节理分布形态相同的试样旋转不同角度获得不同节理接触面积的组合试样.分离式霍普金森压杆(SHPB)冲击试验结果表明:当组合试样的节理分布形态相同时,试样应力-应变曲线在加载段的非线性随节理接触面积减小逐渐增大,这反映了节理接触面积越小节理对试样加载初期的力学响应越明显;同样在组合试样的节理分布形态相同时,应力波透射系数和节理等效刚度均随节理接触面积增大呈线性增大;当组合试样的节理接触面积相同时,节理接触面几何分布越分散(扇形凹面数量越多)应力波透射系数和等效刚度越大,而且接触面积越大几何分布形态作用影响愈明显.