四参数随机生成法重构土体微观孔隙结构的分形特征

四参数随机生成法重构土体微观孔隙结构的分形特征
张季如;钟思维
【期刊名称】《水利学报》
【年(卷),期】2018(049)007
【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.
【总页数】9页(P814-822)
【作者】张季如;钟思维
【作者单位】武汉理工大学土木工程与建筑学院,湖北武汉430070;武汉理工大学土木工程与建筑学院,湖北武汉430070
【正文语种】中文
【中图分类】TU441
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