四参数随机生成法重构土体微观孔隙结构的分形特征

• 作者: 张季如 钟思维
• 来源期刊: 水利学报
• 学科: 工学
• 关键词: 四参数随机生成法 重构 微观孔隙结构 质量分维数Dm 表面分维数Ds
• 年，卷（期）: 2018,（7）
• 页码范围: 814-822
• 页数: 9页
• 分类号: TU441
• 字数: 6659字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13243/j.cnki.slxb.20180237

摘要

四参数随机生成算法(QSGS)生成的微观结构模型,已被广泛用于研究土的微观孔隙结构并预测土的水力学性质,但模型能否真实反映实际土体的孔隙结构特征,目前尚缺乏实验证据及定量对比分析.利用扫描电镜(SEM)对3种不同孔隙率的土样制备SEM图像,以与QSGS模型进行定量对比分析.采用数字图像技术分析QSGS模型与土体中孔隙的形态特征和分布规律,基于实测数据估算孔隙的质量分维数Dm和表面分维数Ds.结果表明:QSGS算法生成的微观结构由孔隙度P、生长核的分布概率Pd和方向生长概率Pi等参数控制,其中Pd对孔隙结构的影响更为显著.Pd≤0.01时所生成的QSGS模型与实际土体具有相似的微观孔隙形态和分布规律,以及相同的分形特性和相近的分维数值.P越小则Dm越大,Dm与P存在较为显著的线性回归关系.孔隙轮廓愈不规则,Ds愈大,各孔隙的Ds分布符合总体正态分布形式.研究结果揭示了模型参数对QSGS算法生成的微观结构的影响,为合理选取参数提供了科学依据.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张季如	武汉理工大学土木工程与建筑学院	52	1521	19.0	38.0
2	钟思维	武汉理工大学土木工程与建筑学院	1	2	1.0	1.0