基于CT的黄土大孔隙形态三维分形研究-论文.pdf

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1、第40卷第7期计算机工程2014年7月V01．40NO．7ComputerEngineeringJuly2014·图形图像处理·文章编号：1000-3428(2014)07—0217—04文献标识码：A中图分类号：TP391基于CT的黄土大孔隙形态三维分形研究王凤，邓念东，马逢清，王超，江星辰(西安科技大学地质与环境学院，西安710054)摘要：基于计算机断面扫描技术和分形理论，提出一种研究黄土大孔隙三维形态的定量方法。利用计算机断层扫描技术得到黄土断面照片，选取具有代表性的孔隙，计算黄土大孔隙的周长和面积，获取

2、黄土大孔隙形态的三维分形维数。研究结果表明，黄土大孔隙形态存在明显的三维分形特征，其分形维数较好地反映了黄土大孔隙轮廓的曲折程度，分形数越大，则孔隙轮廓线越不规则。最终得出，土体大孔隙的三维分形维数与含水率、初始密度和内聚力C成反比例关系，与孔隙比e成正比例关系，为研究土体微结构与物理力学性质相关关系提供了一种新的方法。关键词：黄土；大孔隙；分形理论；定量化；三维分形；维数Study0n3DFractal0fLoessLargePoreBased0nCTWANGFeng，DENGNian—dong，MAFeng-

3、qing，GChao，JIANGXing-chen(CollegeofGeologyandEnvironment，Xi’anUniversityofScienceandTechnology,Xi’an710054，China)[Abstract]ThispaperintroducesthemethodthatusingfractaltheoryandCTtoquantitativeresearchonthelargeporeoftheloess．Itusescomputertomographytoobtainph

4、otographsofloesssection，selectsrepresentativepores，calculatestheperimeterandareaofloessmacropores，andobtainsathree—dimensionalshapeofloessmacroporesfractaldimension．Researchresultshowsthatthereareobviousloesslargeporesformingathree—dimensionalfractalcharacter

5、istics，anditsfractaldimensionbetterreflectsthetortuousporeprofileloesslargeextent，greaterthefractalnumber，themoreirregularcontourpores．Finalresultsshowthatsoilmacroporesdimensionalfractaldimensionandmoisturecontent，initialdensityandcohesioncisinverselyproport

6、ionalcorrelationwithvoidratioeisproportionalcorelation．Forthestudyofsoilphysical，mechanicalpropertiesandmicrostructurecorelationprovidesanewapproach．[Keywords]loess；largepore；fractaltheory；quantification；3Dfractal；dimensionDoh10．3969~．issn．1000—3428．201407．04

7、5形理论对黄土内部结构进行精细量测和数字表述，进一步1概述求解结构参数。黄土自身物理力学性质加之外部诱发因素而导致的地分形理论作为研究不规则几何对象的计算机图形技术质灾害已经严重制约了黄土地区经济的发展[，而我国黄土的理论正不断深入到岩土工程的各个研究领域[。例如：运分布广泛，有效解决这些黄土地质问题就显得至关重要。用分形理论对高铁地基黄土的分形维数与其孔隙比之间的黄土的物理力学性质很大程度上取决于土体结构，因此，关系进行了研究[，利用分形理论获得了土壤颗粒分布数量土力学纵深发展的关键在于结构性问题的解决。要探索

8、黄的多重分形参数，更细致地刻画了土壤颗粒的数量分布特土体结构与黄土灾变及宏观力学响应的关系，先要对土体征[，用分形理论揭示了岩体数据的内在关系，深层次地反结构进行定量量测与分析，从而进一步研究黄土体结构是映节理岩体的工程地质底蕴【】。如何影响土体内部应力和变形分布，以及如何影响与改变这些方法一定程度上揭示了黄土微结构定量参数与其土体的破坏过程和规律[2_3】。分形维数的关