红层软岩崩解破碎分形特性及其应用研究

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1、学校代号：10532学号：S11011131密级：公开湖南大学硕士学位论文红层软岩崩解破碎分形特性及其应用研究国家自然科学基金项目(50808076)堂僮由遣厶姓名；绘迅]昱匝丝名垦驱整；割瞳明副麴援墙差皇僮；±丕王捏堂院童些名盐；蚩±工猩诠窒提童目期；2Q!垒生5旦21目诠室筌趱目期；2Q!垒生5旦2垒目簦整耋虽金圭匿；赵明垡熬援StudyandapplicationofthefractalpropertiesofslackingandcrushingofredbedsoftrockbyXUHanfeiB．E．(FujianAgricultureAndForest

2、ryUniversity)201AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringGeotechnicalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorAssociateprofessorLIUXiaomingMay．2014湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其

3、他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：缛廖子日期：加IIP年6月，妒日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密囱。(请在以上相应方框内打“4”)作者

4、签名：伤、衩色日期：≯f年多刖甲日聊签名：多／删吼M19年6月矽日红层软岩崩解破碎分形特性及其应用研究摘要红层软岩由于具有崩解的特性，常常给工程建设带来安全隐患与病害，造成巨大的经济和社会损失。鉴于目前对于如何消除工程中红层软岩的崩解性以及控制工程中红层软岩在水的作用下产生的变形的研究还不够充分，本文在国家自然科学基金的资助下，借助分形理论对红层软岩崩解过程中颗粒分布的分形规律及其工程应用进行研究。首先，通过研究红层软岩的崩解破碎过程中颗粒粒径的分布及其发展规律，考虑软岩颗粒崩解过程中的随机性，建立了颗粒崩解概率与其粒径的关系。引入分形理论，建立数学模型对红层软岩崩

5、解过程进行数学上模拟。模拟结果验证了颗粒崩解概率与粒径的关系的合理性，进一步说明了具有随机性的红层软岩崩解过程是一个分形的过程。然后，通过对红层软岩填料进行室内压实试验，研究了红层软岩填料在压实过程中颗粒的分布以及发展规律，得到了红层软岩的颗粒分布的分维数与压实遍数的关系，压实干密度与压实遍数的关系。经过对处于不同压实程度下的填料进行浸水膨胀试验和失水压缩试验，研究了红层软岩填料膨胀和压缩变形与填料的分形分维数及干密度的关系，得到了能够有效控制膨胀与压缩变形的分维数与干密度指标。最后，通过对红层软岩填料的路基进行现场压实试验，研究了不同机械设备的压实与破碎的效果。提

6、出了控制红层软岩填料压实效果的施工工艺，从而有效地消除了红层软岩的崩解性，拓展了红层软岩在工程建设中的利用范围，有效地降低工程建设成本。关键词：红层：软岩；分形；崩解；破碎；压实；施工工艺II硕士学位论文AbstractSlackingpropertiesofredbedsoftrockalwaysbringssecurityrisksanddamagetotheconstructionwhichcausesenormouseconomicandsociallOSS．Currentresearchonthemethodsofeliminatingtheslackin

7、gpropertiesofredbedssoftrockandcontrollingthedeformationofredbedssoftrockundertheactionofwaterinconstructioniSnotSUfficient．Tosolveaboveproblems，theresearchfundedbytheNationalNaturalScienceFoundationinthisthesisstudiedthefractalregulationofparticlesizedistributionintheslackingprocess